안녕하세요. 옥성민 전문가입니다.
Q. 발전소에서 전기가 남으면 그것을 어떻게 저장하나요??
전력 수요와 공급의 불일치로 인해 남는 전기 에너지를 저장하는 것은 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)을 통해 이루어집니다. 다음은 몇 가지 주요 에너지 저장 방법입니다:1. 양수발전(Pumped Hydroelectric Storage): 남는 전력을 이용해 물을 높은 곳의 저수지로 퍼올리고, 전력이 필요할 때 이 물을 낙하시켜 전력을 생산합니다. 이는 가장 널리 사용되는 대규모 에너지 저장 방식입니다.2. 배터리 에너지 저장(Battery Energy Storage): 리튬 이온 배터리와 같은 대규모 배터리 시스템에 남는 전력을 저장했다가, 필요 시 전력 공급에 사용합니다. 이는 빠른 응답 속도와 설치 유연성이 장점입니다.3. 압축 공기 에너지 저장(Compressed Air Energy Storage, CAES): 남는 전력을 이용해 공기를 압축하여 지하 동굴이나 파이프라인에 저장하고, 필요 시 이 압축 공기를 터빈을 돌리는 데 사용하여 전력을 생산합니다.4. 플라이휠 에너지 저장(Flywheel Energy Storage): 남는 전력을 이용해 대형 플라이휠을 회전시켜 운동 에너지로 저장하고, 필요할 때 이 운동 에너지를 전기 에너지로 변환합니다.5. 수소 에너지 저장(Hydrogen Energy Storage): 남는 전력을 이용해 물을 전기분해하여 수소를 생산하고, 필요 시 연료 전지를 통해 이 수소를 전기 에너지로 변환합니다.이 외에도 초전도체 자기 에너지 저장(Superconducting Magnetic Energy Storage), 열에너지 저장(Thermal Energy Storage) 등 다양한 에너지 저장 기술이 개발되고 있습니다.그러나 에너지 저장 시스템은 아직 고비용이 문제점으로 지적되고 있어, 보다 경제적이고 효율적인 에너지 저장 기술 개발이 지속적으로 이루어지고 있습니다.
Q. 우리는 편리하게 전기를 사용하고 있습니다. 발전소에서 우리가 사용하는 곳까지 전선을 통하여 송전을 하죠.
송전 과정에서의 손실을 줄이기 위해 다음과 같은 방법이 사용됩니다:고압 송전: 송전 전압을 높이면 동일한 전력을 더 적은 전류로 송전할 수 있습니다. 이는 저항에 의한 손실(I^2 * R)을 줄이는 데 도움이 됩니다. 대부분의 장거리 송전은 345kV에서 765kV 사이의 초고압으로 이루어집니다.저항이 낮은 도체 사용: 구리나 알루미늄과 같이 저항이 낮은 도체를 사용하면 송전 손실을 줄일 수 있습니다. 일반적으로 알루미늄이 가격과 무게 면에서 유리하기 때문에 널리 사용됩니다.리액티브 파워 보상: 송전선의 리액턴스로 인해 발생하는 리액티브 파워는 송전 효율을 떨어뜨립니다. 이를 보상하기 위해 캐패시터 뱅크나 FACTS(Flexible AC Transmission Systems) 장치를 사용합니다.HVDC(High Voltage Direct Current) 송전: HVDC는 장거리 송전에 적합한 기술로, AC 송전에 비해 손실이 적습니다. 특히 해저 케이블과 같이 매우 긴 거리의 송전에 사용됩니다.송전선 설계 최적화: 번들 도체 사용, 도체 간격 조정, 절연체 개선 등 송전선 설계를 최적화하여 코로나 손실과 유도 손실을 최소화할 수 있습니다.이러한 노력에도 불구하고 송전 손실을 완전히 제거할 수는 없습니다. 일반적으로 송전 손실은 전력 시스템에 따라 다르지만, 대략 2%에서 6% 정도로 알려져 있습니다. 송전 기술의 발전과 함께 이 손실률은 점차 감소하고 있는 추세입니다.
Q. 스마트폰 충전기 안좋은거 쓰면...
안전한 충전기 사용을 위해서는 인증된 제품을 구매하는 것이 가장 좋습니다. 저품질 또는 인증되지 않은 충전기를 사용하면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다:과전압, 과전류로 인한 기기 손상: 품질이 낮은 충전기는 과전압이나 과전류를 유발할 수 있어 스마트폰의 배터리 또는 내부 회로를 손상시킬 수 있습니다.화재 위험: 저품질 충전기는 합선, 과열 등으로 인해 화재를 일으킬 위험이 있습니다.불안정한 충전: 인증되지 않은 충전기는 안정적인 전력 공급을 보장하지 못할 수 있어 충전 시간이 오래 걸리거나 충전이 자주 중단될 수 있습니다.감전 위험: 절연이 불량한 저품질 충전기는 감전 사고를 유발할 수 있습니다.따라서 삼성, LG, 애플 등 공식 브랜드 충전기를 사용하거나, KC 인증, CE 인증, FCC 인증 등을 받은 충전기를 선택하는 것이 안전합니다
Q. 일반가정집이나 회사에서 사용되어지는 광케이블은 어떤 방식으로 데이터를 전송하나요?
일반 가정이나 회사에서 사용되는 광케이블은 주로 광신호를 이용하여 데이터를 전송합니다. 광케이블 데이터 전송 방식의 핵심은 다음과 같습니다:전기 신호를 광 신호로 변환: 송신부에서는 전기 신호를 광 신호로 변환하는 광 송신기(레이저 다이오드 또는 LED)가 사용됩니다.광 신호 전송: 변환된 광 신호는 광케이블을 통해 전송됩니다. 광케이블은 광섬유로 이루어져 있으며, 광 신호는 광섬유 코어를 따라 반사를 반복하며 전파됩니다.광 신호를 전기 신호로 변환: 수신부에서는 광 검출기(포토다이오드)를 사용하여 광 신호를 다시 전기 신호로 변환합니다.
Q. 양자역학이라는게 도대체 어떤건지 쉽게 간단히 설명좀 부탁 드립니다!!!
양자역학이란 물리학의 한 분야입니다. 아주 미세한 입자들, 전자나 원자핵, 양성자등의 움직임을 분석하는 학문인데요. 이 양자세게(아주 미세한 세계)는 우리가 이해하는것과 매우 다르게 움직입니다. 전자가 갑자기 사라졌다가 이동하기도 하고 순간이동하기도 하고 이런 이상한 현상들이 발생하는데 이러한 양자세계의 움직임을 밝히는 학문입니다.