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태양에서 얻는 값진 에너지로 이산화탄소 제로를 꿈꾸다! 목록

조회 : 7219 | 2010-07-13

신재생 에너지란 무엇일까?
석유나 석탄 등 이산화탄소를 내뿜는 기존의 화석 연료를 대체하는 다양한 에너지를 말해요.새로운 기술로 개발한 신에너지를 비롯해 계속 공급이 가능한 재생 에너지를 모두 포함해요. 우리나라에서는 재생 에너지인 태양열, 태양광, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양 에너지, 폐기물 에너지와 신에너지인 연료 전지, 석탄 액화 가스화, 수소 에너지 등 11개 분야를 신재생 에너지로 지정하고 있지요. 석유와 석탄 같은 화석 연료처럼 언젠가 바닥 날 염려도 없고, 이산화탄소를 내뿜지도 않아요. 지구가 점점 더 뜨거워지면서 지구 온난화 문제를 해결하는 방안으로 가장 주목받고 있는 것이 바로 신재생 에너지예요.지금으로서는 신재생 에너지를 늘리는 것이 이산화탄소 양을 줄이는 최고의 방법이라 생각하고 있답니다. 그럼 신재생 에너지는 어떻게 만들어 낼까요? 바로 자연인데요, 햇빛, 바람, 파도와 같이 우리가 아무리 써도 없어지지 않고 환경 오염도 일으키지 않는 신재생 에너지가 바로 이들이랍니다. 참고로 과거에는 신재생 에너지를 대체 에너지라고 불렀답니다.





사진 1> 태양은 강렬한 에너지를 내뿜으며 생명체가 살아가게 갑니다. 태양이 내뿜는 에너지를 얼마나 잘 사용하느냐에 따라 에너지 문제가 해결될 거예요. 사진출처>> NASA
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어마어마한 에너지, 태양에서 얻는다!
지구상에 생명체를 살아가게 하는 힘이 태양에 있다는 걸 알고 있나요? 엄청난 질량을 지닌 태양에서 생기는 중력 덕분에 지구는 물론이고 다른 행성들이 지금의 자리를 지키며 움직이고 있어요. 그런데 태양은 우주 공간으로 엄청난 에너지를 뿜어내고 있어요. 엄청난 태양 에너지 중에서 지구까지 오는 것은 20억 분의 1정도예요. 예를 들어 태양에서 20억 개의 사과를 던지면 1개만 지구로 온다는 얘기지요. 지구에 온 사과 1개는 다시 10조각으로 나뉘어 이 중 3조각은 반사되고 7조각은 지상에 도착합니다. 즉, 이 7조각이 우리가 쓸 수 있는 태양 에너지지요. 자~ 그럼 일년 동안 지구 표면에 내리쬐는 태양 에너지는 얼마나 어마어마한지 알아볼까요? 오늘날의 인류가 1년 동안 사용하고 있는 모든 에너지의 총합의 약 15,000배 정도를 태양은 같은 기간에 지구에 보내고 있다면 어느 정도인지 짐작할 수 있나요? 1시간 동안 지구에 전달되는 태양에너지만으로도 인류는 1년 내내 에너지에 관한 고민 없이 살 수 있어요.없이 엄청난 에너지를 매순간 뿜어 내는 태양이야말로, 지구 온난화를 막기 위한 확실한 대안이라 할 수 있지요.





사진 2> 태양전지판. 이렇게 태양 전지판을 건물의 옥상이나 벽면에 걸러 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 주지요. 사진출처>>cc by Pink Dispatcher
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사진 2> 태양전지판. 이렇게 태양 전지판을 건물의 옥상이나 벽면에 걸러 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 주지요. 사진출처>>cc by Pink Dispatcher




햇빛을 전기로 바꾸는 태양에너지!
더운 여름날, 햇빛을 받은 고무 호스 안의 물은 따뜻해지고, 돋보기로 햇볕을 모아 먹종이에 불을 붙일 수도 있는데, 이런 일이 가능한 것이 바로 태양에서 받은 에너지 때문이에요. 실제로 축구 경기장 하나의 크기는 대략 가로 100 m, 세로 60 m인데, 여기에 쏟아지는 태양에너지는 6,000㎾에 달하지요. 이 정도 양이면 500가구의 가정집에 전력을 공급할 수 있을 양이에요. 태양 에너지는 두 가지 형태로 이용돼요. 태양의 빛에너지를 전기로 바꾼 태양광 에너지와, 열에너지를 난방, 조리, 전기 생산 등에 이용하는 태양열 에너지로 나눌 수 있지요.그럼, 이렇게 막대한 태양 에너지를 어떻게 효율적으로 사용할 수 있을까요? 아마 길을 가다가 건물의 지붕이나 벽에 설치된 태양 전지판을 본 적이 있을 거예요. 이것이 바로 태양광 발전 장치인데요, 태양전지판은 반도체에 쓰이는 실리콘(si:규소)으로 만들어요. 실리콘은 산소와 더불어 지각에 가장 많은 원소예요.우리가 쉽게 볼 수 있는 모래나 바위 대부분은 실리콘과 산소가 결합해 있는 이산화규소(SIO2)인 실리카인데, 여기에서 산소를 떼어내 실리콘을 만드는 거예요. 이를 결정화시켜 태양빛을 쪼여 주면 전자가 튀어나오면서 전지가 흐르게 되지요. 그런데 문제는 에너지 효율이 20% 미만으로, 아직까지 그리 높지 않다는 거예요. 또한 태양전지의 수명이 10년 정도밖에 되지 않아 우리가 엄청난 에너지를 가진 태양을 두고도 태양 에너지를 널리 사용하지 못하고 있는 실정이지요.





사진3> 태양열 접시. 멕시코에서 어느 박람회에 출전된 물건으로, 접시로 요리도 해 먹고 음식을 따뜻하게 데울 수 있어요. 사진출처>> cc by hoyasmeg




사진3> 태양열 접시. 멕시코에서 어느 박람회에 출전된 물건으로, 접시로 요리도 해 먹고 음식을 따뜻하게 데울 수 있어요. 사진출처>> cc by hoyasmeg




고갈 염려 NO! 환경 오염 NO!
태양 에너지는 고갈 염려 없는 어마어마한 힘을 가졌다는 것말고도 다른 장점들도 많아요. 우선 소음이나 배기가스가 발생하지 않아 환경 친화적이고, 한번 설치하면 수명을 다할 때까지 특별히 관리할 필요가 없어요. 또한 발전소를 폐기해도 주로 유리와 규소가 나오기 때문에 환경을 오염시킬 염려도 없지요.석탄을 가지고 전기 1 ㎾h를 생산한다고 가정하면 이산화탄소가 1 ㎏, 이산화황은 0.7 g정도 나오는 데 반해, 태양 전지로 전기를 얻는 경우에는 이산화탄소 230 g, 이산화황 0.2 g정도 나와요. 이것도 태양 전기가 전기를 만들 때 나오는 것이 아니라 태양 전지를 실리콘으로 만들 때 필요한 에너지로 화석 연료가 사용되기 때문에 나온 거지요. 그러니 태양 에너지가 얼마나 큰 매력을 가진 자연 에너지인 줄 알겠죠? 앞으로 2050년 쯤에는 우리가 사용하는 에너지의 50% 정도가 태양 에너지로 바뀔 거라고 해요. 그래서 전 세계 과학자들은 태양 에너지의 효율을 높이기 위해, 태양 전지의 수명을 늘리기 위해 연구 중이랍니다. 화석 연료로부터 지구를 살려내기 위해 태양 에너지의 힘이 꼬~옥 필요하거든요.발명왕인 토머스 에디슨이 84세를 맞이한 1931년에 이런 이야기를 했어요. “나 같으면 태양 에너지에 더 많이 투자하겠다. 태양은 얼마나 엄청난 에너지원인가! 석유나 석탄이 고갈되기 전에 이 문제를 해결해야 한다. 내게 좀 더 시간적 여유가 있었으면 좋으련만” 토머스 에디슨은 이미 태양이 얼마나 엄청난 힘을 가진 에너지인지를 알았던 거지요.





사진 4> 인공위성이나 국제정거장에도 태양 전지판이 달려 있어서 자신에게 필요한 에너지를 얻을 수 있답니다. 사진 출처>> NASA
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사진 4> 인공위성이나 국제정거장에도 태양 전지판이 달려 있어서 자신에게 필요한 에너지를 얻을 수 있답니다. 사진 출처>> NASA




한 걸음 더>> 땅속에서 얻는 에너지, 지열
또 다른 신재생 에너지 중의 하나인 지열은 지하에 있는 방사성 물질이나 마그마 때문에 생기는 땅속 열 에너지예요.이것을 끌어올려 난방이나 온수를 만드는 등 다양하게 사용하고 있지요. 대기와 마찬가지로 땅속도 깊이에 따라 온도가 달라요. 지표면에 가까운 곳은 섭씨 10~20℃지만, 깊이 2,000 m 아래까지 내려가면 물과 암석의 온도는 섭씨 100℃가 넘어요. 이 뜨거운 열을 이용해 전기를 만드는 것이 바로 지열 발전이라고 해요. 지열발전소에서는 뜨거운 물을 증기로 바꾸어 터빈을 돌리고, 이때 발생하는 기계적 에너지가 발전기에 의해 전기 에너지로 바뀌게 된답니다. 지열 발전이 활발한 곳은 화산 활동이 많은 일본, 미국, 멕시코, 칠레, 뉴질랜드, 필리핀과 같은 나라들이에요. 전세계적으로 1990년부터 1998년 사이에는 지열 발전이 40%로 늘어났으며, 앞으로도 지열의 비중은 점차 높아질 거예요. 지열 역시 태양 에너지처럼 이산화탄소도 거의 배출하지 않고 오염 물질도 거의 나오지 않는 장점을 가지고 있어요. 하지만 태양 에너지와 달리 지열 발전이 가능한 지역이 한정되어 있어 우리나라에게는 그리 유리한 조건이 아니랍니다.




지구 살리기 프로젝트에 동참해요 ③
종이는 반드시 재활용해요!
종이는 나무로 만든다는 건 잘 알 거예요. 우리가 종이를 많이 쓰면 쓸수록 나무가 더 많이 베어지는 것도 당연하겠죠? 그러니 종이 한 장을 쓰더라도 아껴서, 그리고 다 쓴 종이도 재활용할 수 있도록 분리 수거를 잘 해야 한답니다.




주제!
에너지 ,태양
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