전기를 생산하는 방법에는 수력, 화력, 원자력 발전, 태양열, 태양광, 풍력 등 여러 가지 방법이 있으며, 수력, 화력, 원자력 발전 방법에 따른 장점 및 단점을 알아본다. 또한 원자력 발전의 안전에 대한 문제점에 대해서도 알아본다.
수력발전
수력발전의 원리는 댐에 저장된 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 내려오면서 수차를 돌리면 여기에 연결된 발전기에서 전기가 얻어진다.
수력 발전의 장점 및 단점
수력발전의 장점은 발전 절차가 간단하다는 것이다. 발전에 소요되는 시간이 짧고 공해가 없으며 운전 비용이 적게 든다. 단점은 물의 양에 따라 발전량이 달라진다. 댐 건설에 많은 시간과 자본이 들어간다.
화력발전
화력발전의 원리는 석유나 석탄 등을 연소시켜 물을 끓여 수증기를 얻고, 이 수증기로 터빈을 돌리면 여기에 연결된 발전기에서 전기가 얻어진다.
화력 발전의 장점 및 단점
화력발전의 장점은 건설기간이 비교적 짧고, 다른 발전 시설에 비해 건설 비용이 적다. 기상 조건에 영향을 받지 않는다. 단점은 석탄, 석유, 가스 등 연료의 안정적인 확보에 어려움이 있고 대기 및 수질 오염의 문제가 발생할 수 있으나, 최근에는 환경 보전 설비를 설치하여 운영함으로써 대기 및 수질 오염은 우려하지 않아도 될 정도이다.
원자력 발전
원자력 발전원리는 우라늄을 핵분열시켜 발생하는 열로 물을 끓여 수증기를 얻고, 이 수증기로 터빈을 돌리면 여기에 연결된 발전기에서 전기가 얻어진다. 원자력 발전의 장점은 일정량의 전기를 안정적으로 생산할 수 있고, 공개가 거의 없으며 발전 수명이 길다. 단점으로는 방사성 물질에 대한 안전 문제를 해결해야 한다는 것이다.
수력 발전, 화력 발전, 원자력 발전의 에너지원 차이점
수력발전의 에너지원은 물의 위치에너지이고, 화력 발전의 에너지원은 연료(석탄, 석유 등)를 연소시켜 얻은 열에너지이다. 원자력 발전의 에너지원은 원자로에서 우라늄과 같이 무거운 원소가 분열되면서 방출하는 핵분열 에너지이다.
수력발전은 댐을 건설할 위치 선정과 수자원 확보에 어려움이 많다. 화력 발전은 연료로 사용하는 석탄이나 기름, 가스 등을 거의 수입에 의존해야 한다. 원자력 발전은 핵연료를 사용하며, 방사성폐기물 관리 등에 있어서 안전을 위한 지속적인 관리가 이루어져야 한다.
전기를 송전할 때에는 전압을 높여 보낸다. 전압을 높여 송전하는 것은 전기가 송전선을 따라 흐르는 동안에 열이 발생하기 때문이다. 이 열은 직접 이용할 수 없기 때문에 손실되고 만다.
소비 전력은 전압과 전류의 곱에 비례하기 때문에, 전압을 높게 해 주면 전류가 작아지고 전류가 작아지면 열발생도 줄어든다. 따라서 송전 전압을 2배로 하면 전류는 1/2이 되고, 송전선의 전력 손실은 1/4로 준다.