기력발전

물을 끓여 전기를 생산하는 방식으로 열에너지를 활용하여 고압의 증기를 생산, 그 압력을 활용하여 증기터빈을 돌려 발전기를 가동하여 전기를 생산하는 방식으로 발전을 하는 방식이다. 증기기관의 일종으로 볼 수 있으며 화력 발전소나 원자력 발전소에서 사용하는 방식에 해당한다.

구성

• 보일러 : 연료를 사용하여 물을 증기로 만드는 장치. 단순하게 보일러라고 적어놨지만 저 안에 과열기, 재열기 등의 장비들이 덕지덕지 달라붙는다. 만일 화석연료를 사용한다면 화력발전이 될 것이고, 핵연료를 사용한다면 원자력 발전이 된다. 연료에 따라 보일러 구조의 차이가 발생할 수 있지만 열에너지를 통해 대량의 증기를 생산한다는 원리는 동일하다.
• 터빈 : 고압의 증기가 통과하면서 터빈을 회전시키며 여기에 연결된 발전기를 돌리게 된다.
• 복수기 : 터빈을 통과한 증기를 다시 물로 만들어주는 냉각장치이다. 이런 이유로 기력발전소 인근에는 냉각수로 사용하기 위한 대량의 물이 필수적이게 되며, 이런 이유로 상당수의 발전소가 강이나 해안가 바로 옆에 자리하게 된다

특징

• 대규모 발전에 적합

  수력발전소의 경우 1분당 터빈의 회전수가 많아야 100단위 이내인데 비해 기력발전의 터빈 회전수는 최소 천단위에서 만단위 사이의 rpm을 가진다. 당연히 발전 가능한 전력의 양이 넘사벽으로 차이날 수밖에 없다.

• 사용할 수 있는 연료가 다양

  뭔가 열을 내서 물을 끓일 수 있는 물질이라면 죄다 연료로 사용 가능하다. 물론 실제 발전소 건설 단계에서 어느 정도 사용가능한 연료를 정해놓지만 최근 건설추세의 경우 석탄계 연료와 석유계 연료까지 동시에 사용가능한 복합화력으로 건설하고 있는 추세. 원자력의 경우는 좀 애매한게 현재까지 사용중인 경제성이 있는 연료는 우라늄과 플루토늄 정도로 한정된다.

• 환경문제 발생

  화력 발전의 경우 탄소배출문제와 미세먼지 발생 문제가 필연적으로 따라붙으며 원자력 발전의 경우 폐연료와 발전소에서 발생하는 각종 폐기물, 그리고 원자로 폐로 후의 처리문제 등 환경문제가 필연적으로 따라오게 된다. 여기에 복수기의 냉각을 위해 강물이나 바닷물을 사용하는데 여기서 발생한 폐열로 인한 주변 생태계 변화 문제는 덤

• 가동 및 정지가 오래 걸림

  스타트 버튼만 눌러주면 되는 내연발전이나 수문만 열어주면 바로 발전이 시작되는 수력발전과는 달리 기력발전으로 상업발전(전력계통에 연결)을 하기까지는 시간이 꽤 오래 소요된다. 증기압이 어느 정도 걸려야 원활한 발전이 가능하기 때문에 화력발전의 경우 미분기에서 석탄을 갈아넣는 것부터 시작해서 터빈을 가동하기까지 시간이 상당히 걸리며 원자력 발전도 시험가동을 한 다음 정상출력에 다다르기까지 걸리는 시간이 꽤 된다. 정지 역시 까다로운게 단순히 열만 차단한다고 끝나는게 아니라 복수기 계통에 들어찬 물과 공기를 빼내는 등의 작업을 거쳐야 제대로 된 정지가 가능하다. 물론 다시 발전소를 돌릴 생각이 아니라면 그냥 끄면 된다

종류

증기를 만들 수 있는 형태면 모두 여기에 들어갈 수 있다.

• 화력 발전소
• 원자력 발전소
• 태양열 발전소