신재생에너지의 종류 총 정리 - 기초개념부터 쉽게 정리

신재생에너지의 종류 총정리

오늘은 신재생에너지에 관련해서 포스팅을 작성해보려고 합니다. 기후 변화와 다양한 환경 문제 발생으로 지속 가능한 에너지의 필요성이 점차 대두되고 있으며, 신재생에너지는 이런 문제를 해결할 수 있는 대안으로 주목받고 있습니다. 이 글에서 신재생에너지의 종류와 그 특징, 장단점에 대해 자세히 알아보겠습니다.

신재생에너지란 무엇인가

신재생에너지는 기존 화석연료와 달리 지속적으로 재생 가능한 자원에서 생산되는 에너지를 의미하는데 크게 재생에너지와 신에너지로 구분 지어 정의할 수 있습니다. 재생에너지란 태양광과 풍력 등 자연에서 지속적으로 공급 가능한 자원을 의미하고, 신에너지란 연료전지와 석탄 가스화 발전 방식 등 기존 화석연료를 변환하거나 자연 상태에서 새로운 발전 방식을 연구하여 활용하는 신기술을 의미합니다.

재생에너지에는 태양열, 태양광, 바이오, 풍력, 소수력, 지열, 해양, 폐기물 에너지 등 8가지로 구분 지을 수 있고, 신에너지는 연료전지와 수소에너지, 석탄액화 및 가스화 에너지로 구분 짓습니다.

신재생에너지의 종류

태양광 발전

태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전기를 생산하는 발전 방식입니다. 태양 전지를 모듈로 만들어 빛을 쪼이면 빛이 가지고 있는 에너지에 의해 발생하는 전자가 전위차로 인해 적류 전류가 흐르게 됩니다. 태양광 발전은 무공해이고 필요한 장소에 필요한 만큼 발전할 수 있으며, 유지 보수하기 용이하다는 장점이 있습니다. 그러나 발전량은 일조량에 의존하고 설치 장소가 한정되어 있어 설치 비용으로 인한 발전 원가가 높다는 단점이 있습니다.

풍력 발전

바람이 지니고 있는 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 주는 것을 풍력 발전이라고 합니다. 바람은 풍력 발전기의 날개를 회전시키고, 이 날개의 회전력에 의해 발전기를 움직여 전기를 생산합니다. 이때 풍력은 최소 4m/s 이상 불어야 합니다. 발전량은 날개 길이의 제곱, 풍속의 세제곱에 비례하기 때문에 바람이 많이 부는 곳과 날개가 클수록, 바람이 강하게 부는 높은 곳에 설치될수록 많은 전기를 생산할 수 있습니다. 풍력발전기의 구조는 날개에 의해 기계적인 회전 에너지로 변환되고, 변속기에 의해 회전속도를 높여서 발전기에 전달하여 전기를 발생시킵니다.

연료 전지

연료 전지의 발전 원리는 연료 중 수소와 산소가 전기 화학 반응에 의해 직접 발전하는 것으로, 연료극에 공급된 수소는 수소 이온과 전자로 분리됩니다. 이때 수소 이온은 전해질 층을 통해 공기극으로 이동하고, 공기극 쪽에서 산소 이온과 수소 이온이 만나 반응 생성물(물)을 생성합니다. 연료 전지는 천연가스, 석탄 가스 등 다양한 연료를 사용할 수 있고, 발전 효율이 높다는 특징이 있습니다. 또한, 분진이 거의 없고 이산화탄소 발생량도 미분탄 화력 발전에 비하여 현격히 적으며, 회전 부위가 없어 소음이 발생하지 않다는 장점을 가지고 있습니다.

가스화 복합 발전

가스화 복합 발전은 석탄 등 저급 원료를 고온,고압의 환경에서 불안전 연소시키거나 가스와 반응시켜 일산화탄소와 수소가 주성분인 가스로 제조하여 정제한 후, 가스 터빈 및 증기 터빈을 구동하는 발전 기술입니다. 가스화 복합 발전은 고온 고압의 반응 조건에서 수소를 첨가하여 에너지 밀도가 높고 수송 및 보관이 용이한 청정 인조 원유를 제조하는 기술입니다. 일반적으로 석탄을 연소시키면 발생하는 유황산화물과 질소산화물 및 석탄 회분에 의한 분진 등이 발생하지 않아 석탄을 깨끗하게 사용하기 위한 석탄 청정 이용 기술을 적극적으로 개발하고 있습니다. 이러한 석탄 청정 이용 기술 가운데 석탄 가스화 복합 발전은 재래식 미분탄 연소 방식에 비하여 환경 보전 면에서 우수한 특성을 가지고 있으며, 경제적인 측면에서도 저급 원료를 사용해도 되기 때문에 미분탄 발전소와의 경쟁력에서 미래시장에서 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 기대가 됩니다.

결론

신재생에너지는 단순한 대체 에너지를 넘어, 기후 위기와 에너지 안보 문제에 대응하는 핵심 수단으로 자리매김하고 있습니다. 각 기술은 장단점이 뚜렷하기 때문에, 지역적 특성이나 정책 목표에 따라 적절한 선택이 필요합니다. 이 글을 통해 신재생에너지의 다양한 종류와 기술에 대한 이해를 높이고, 미래 에너지에 대한 관심과 참여를 확대하는 데 도움이 되기를 바랍니다.