[에너지] 신재생에너지의 정의 및 종류

소개글

[에너지] 신재생에너지의 정의 및 종류에 대한 보고서 자료입니다.

목차

▣ 재생에너지의 정의
① 정의
② 재생에너지의 특성
③ 재생 에너지의 중요성

▣ 재생에너지 종류
① 태양광에너지
② 태양열에너지
③ 풍력에너지
④ 수력에너지
⑤ 연료전지
⑥ 바이오에너지
⑦ 지열에너지

본문내용

점 등 기본적으로는 보통의 화학전지와 같지만, 닫힌 계내에서 전지반응을 하는 화학전지와 달라서 반응물이 외부에서 연속적으로 공급되어, 반응생성물이 연속적으로 계외(系外)로 제거됨. 가장 전형적인 것에 수소-산소 연료전지가 있음.
수소 외에 메탄과 천연가스 등의 화석연료를 사용하는 기체연료와, 메탄올(메틸알코올) 및 히드라진과 같은 액체연료를 사용하는 것 등 여러 가지의 연료전지가 나왔으며 이 중에서, 작동온도가 300 ℃ 정도 이하의 것을 저온형, 그 이상의 것을 고온형이라고 함. 또, 발전효율의 향상을 꾀한 것이나, 귀금속 촉매를 사용하지 않는 고온형의 용융탄산염 연료전지를 제2세대, 보다 높은 효율로 발전을 하는 고체전해질 연료전지를 제3세대의 연료전지라고 함.
㈁ 연료전지 발전원리(예: 수소-산소 연료전지)
연료중 수소와 공기중 산소가 전기 화학 반응에 의해 직접 발전
- 연료극(양극)에 공급된 수소는 수소이온과 전자로 분리 →
- 수소이온은 전해질층을 통해 공기극으로 이동하고 전자는외부회로를 통해 공기극으로 이동 →
- 공기극(음극)쪽에서 산소이온과 수소이온이 만나 반응생성물(물)을 생성 ⇒최종적인 반응은 수소와 산소가 결합하여 전기, 물 및 열생성
㈂ 특징 및 시스템 구성도
◎ 특 징
발전효율이 40∼60 % 이며, 열병합발전시 80% 이상 가능
천연가스, 메탄올, 석탄가스 등 다양한 연료사용 가능
환경공해 감소 : 배기가스중 NOx, SOx 및 분진이 거의 없으며, CO2 발생량에 있어서도 미분탄 화력발전에 비하여 20∼40% 감소
회전부위가 없어 소음이 없으며, 기존 화력발전과 같은 다량의 냉각수 불필요
도심부근 설치가능하여 송배전시의 설비 및 전력 손실 적음
부하변동에 따라 신속히 반응하며, 설치형태에 따라서 현지 설치형, 분산 배치형, 중앙집중형 등의 다양한 용도 사용 가능
㈃ 연료전지 사용사례
5kW급 고분자 연료전지 시스템 개발
50kW급 인산형 연료전지 스택제조 및 운전기술개발
⑥ 바이오에너지
㈀ 내 용
태양광을 이용하여 광합성되는 유기물(주로 식물체) 및 동 유기물을 소비하여 생성되는 모든 생물 유기체(바이오매스)의 에너지를 바이오에너지라 함
바이오에너지 생산기술이란 동 생물 유기체를 각종 가스, 액체 혹은 고형연료로 변환하거나 이를 연소하여 열, 증기 혹은 전기를 생산하는데 응용되는 화학, 생물, 연소공학 등을 일컬음.
바이오매스(Bio-mass)란?
- 태양에너지를 받은 식물과 미생물의 광합성에 의해 생성되는 식물체·균체와 이를 먹고 살아가는 동물체를 포함하는 생물 유기체를 일컬음
- 따라서 바이오매스자원은 곡물, 감자류를 포함한 전분질계의 자원과 초본, 임목과 볏짚, 왕겨와 같은 농수산물을 포함하는 셀룰로오스계의 자원과 사탕수수, 사탕무와 같은 당질계의 자원은 물론 가축의 분뇨, 사체와 미생물의 균체를 포함하는 단백질계의 자원까지를 포함하는 다양한 성상을 지님.
- 이들 자원에서 파생되는 종이, 음식찌꺼기등의 유기성폐기물도 포함
㈁특징 및 변환 시스템
◎ 특 징
장 점
단 점
1. 풍부한 자원과 큰 파급효과
2. 환경 친화적 생산시스템
3. 환경오염의 저감 (온실가스 등)
4. 생성에너지의 형태가 다양
(연료, 전력, 천연화학물 등)
1. 자원의 산재 (수집, 수송불편)
2. 다양한 자원에 따른 이용 기술의 다양성
3. 개발의 어려움
4. 과도 이용시 환경파괴 가능성
5. 단위 공정의 대규모 설비투자
◎ 바이오에너지 변환 시스템
⑦ 지열에너지
㈀ 개 요
지열이란 지표면의 얕은 곳에서 부터 수㎞깊이에 존재하는 뜨거운 물과 암석을 포함하여 땅이 가지고 있는 에너지를 말하며, 통상 후자에 있어 뜨거운 물을 온천, 녹아 있는 암석을 마그마라고 부름.
태양열의 약 47%가 지표면을 통해 지하에 저장되며, 이렇게 태양열을 흡수한 땅속의 온도는 지형에 따라 다르지만 지표면 가까운 땅속의 온도는 개략 10℃∼20℃정도로 연중 큰 변화가 없으나 지하 수㎞의 지열온도는 40℃∼150℃이상을 유지함.
이렇듯 지열은 태양과 지구가 존재하는 한 계속 생성되는 에너지의 보고로서 지열에너지원은 무궁무진하다 할 수 있음.
우리나라의 경우 일본,이태리 등과 같은 화산지대가 거의 존재하지 않아 심층지열 이용은 매우 어려운 것으로 나타나고 있으며, 이에 따라 현재는 지하 100∼150m 깊이의 지열을 이용하는 시스템의 개발 보급이 점차적으로 활성화되고 있음.
㈁ 시스템 구성도
㈂ 지열기술
대체에너지원으로 활용하기 위한 지열로는 지표면으로부터 수내지 수십미터 깊이의, 또는 지하수 호수나 강물 등을 들 수 있다
이러한 지열은 통상 건물의 냉난방 열원으로 활용되는 데 이를 위한 주요설비로는 지열을 회수하기 위한 열교환기와 회수한 저온의 지열을 유효에너지로 변환시키기 위한 히트펌프(heat pump)가 있음.
- 히트펌프란 지열과 같은 저온의 열원으로부터 열을 흡수하여 고온의 열원에 열을 주는 장치로서 열을 빼앗긴 저온측은 여름철 냉방에, 열을 얻은 고온측은 겨울철 난방에 이용할 수 있는 설비임.
지열시스템의 종류는 대표적으로 지열을 회수하는 파이프(열교환기) 회로구성에 따라 폐회로(Closed Loop)와 개방회로(Open Loop)로 구분됨.
- 일반적으로 적용되는 폐회로는 파이프가 폐회로로 구성되어 있는데, 파이프내에는 지열을 회수(열교환)하기 위한 열매가 순환되며, 파이프의 재질은 고밀도 폴리에칠렌이 사용됨.
- 폐회로시스템(폐쇄형)은 루프의 형태에 따라 수직, 수평루프시스템으로 구분되는데 수직으로 100∼150m, 수평으로는 1.2∼1.8m정도 깊이로 묻히게 되며 상대적으로 냉난방부하가 적은 곳에 쓰임.
- 개방회로는 수원지, 호수, 강, 우물 등에서 공급받은 물을 운반하는 파이프가 개방되어 있는 것으로 풍부한 수원지가 있는 곳에서 적용 될 수 있음.
- 폐회로가 파이프내의 열매(물 또는 부동액)와 지열source가 열교환 되는 것에 비해 개방회로는 파이프내로 직접 지열source가 회수되므로 열전달효과가 높고 설치비용이 저렴한 장점이 있으나 폐회로에 비해 보수가 필요한 단점이 있음

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