전기를 생산하는 방법

원래 다른 글 안에 포함된 내용이었는데, 그냥 간단히 그것만 하나 정리하는 것도 괜찮겠다 싶어 올린다.

 

전기를 만드는 방법은 생각보다는 다양하다. 우리가 맨날 아는 것은 패러데이 법칙밖에 없을 것이나 생각보다는 다양한 방법이나 다양한 소자를 이용해서 전기를 만들어낸다. 그걸 한번 정리해보려 한다.

 

첫번째. 패러데이 법칙을 이용한 방법이다. 자기장 안에서 도체가 움직이면 전기가 발생한다. 간단하다. 이걸 수식으로 표현하는 방법은 모른다. 그냥 이 사실만 안다. 그리고, 이 방법을 통해서 발전을 하는 시설들이 우리가 아는 대부분의 발전소이다. 수력, 화력, 원자력, 조력, 풍력 등등... 뭔가를 돌린다고 생각하면 다 이게 적용된 거다.

 

두번째는 광전효과를 이용하는 방법이다. 아인슈타인이 유일하게 노벨상을 탄 게, 우습게도 상대성이론이 아니라 광전효과로 인한 거다. 상대성이론은 너무 시대를 앞서나갔다고 해야 하나? 그걸 증명하는데 시간이 너무 걸려서 아인슈타인 사후에나 증명이 되어버린거다. 그래서 상대성이론으로는 노벨상을 못탔다. 대신에 어떤 물질의 표면에 전자나 광자빔을 쏴 주면 거기서 전자가 튀어나온다는 현상이 광전효과인데, 이걸 이용한 발전 방식이 태양광발전이다. 

 

세번째는 우리가 흔하게 아는 방법인데, 화학적인 반응을 이용한다. 대표적으로 건전지를 비롯한 전지들이 여기에 해당한다. 연료전지라는 것들도 여기에 해당하는데, 수소연료전지는 전지막에서 수소와 산소가 반응하여 물을 만들어낸다. 그러면서 전기가 발생하는데, 이것 역시 전지와 같은 화학적 반응이다. 

 

네번째부터는 특정 소자를 이용하는 방식이다. 태양광도 특정 소자를 이용하긴 하지만... 특정 소자의 양쪽 끝의 온도차를 이용해서 전기를 발전하는게 열전소자다. 그리고 압력의 차이를 이용해서 발전하는게 압전소자다. 어떻게 보면 태양광발전도 여기에 해당한다고 봐야 할지도 모르겠다. 태양광발전을 하기 위한 태양광패널이 광전소자이니까. 

열전소자는 보이저우주선에서 사용이 된 걸로 안다. 보이저우주선에 플로토늄을 이용한 원자력발전기가 달려 있는데, 플로토늄의 핵분열을 이용하면 열이 발생한다. 지구에서야 물을 끓여서 터빈을 돌리겠지만, 우주선에는 그게 불가능하다. 그래서 열전소자를 이용해서 발전을 하는거다. 한쪽은 열이 발생하고, 한쪽은 우주공간쪽이라 차가우니, 그 열량의 갭에 의해서 전기가 발생한다. 그 갭이 크면 클수록 발생하는 전기도 많아진다고 알고 있다. 

압전소자는 열전소자와 비슷하게 압력의 차이라고 할 수 있는데, 실제로는 압력의 차이보다는 압력에 의해 변형된 형태가 다시 원래대로 돌아가려고 하면서 전기가 발생한다고 한다.

 

일단 내가 아는 발전 방식은 이정도로 정리가 된다. 추가로 다른 방식을 알게 되면 추가를 하겠다.