안녕하세요. 김태훈 전문가입니다.
전기·전자
Q. 연료전지의 작동 원리와 이점에 대해서 궁금해요
안녕하세요. 김태훈 전문가입니다.1. 연료전지의 작동 원리연료전지는 일반적으로 수소와 산소를 사용하여 작동합니다. 가장 흔한 유형은 PEM(Proton Exchange Membrane) 연료전지이며, 다음과 같은 과정을 거칩니다.- 연료 산소(공기)와 수소가 전극에 도달합니다.- 전극과 전해질 사이에서 전기화학 반응이 발생합니다.- 전해질을 통해 양성 이온(수소)과 음성 이온(산소)이 이동하면서 전기 에너지가 생성됩니다.- 이렇게 생성된 전기 에너지는 외부 회로를 통해 사용되거나 저장됩니다.2. 주요 활용 분야- 자동차: 연료전지 자동차는 전기 자동차와는 다르게 수소 연료를 사용하여 전기를 생성합니다. 이는 전기 자동차와 비교 하여 충전 시간이 짧고 주행 거리가 더 길다는 장점을 가지고 있습니다.- 발전소: 연료전지를 사용하는 발전소는 고효율과 더 깨끗한 에너지 생산을 가능하게 합니다. 연료전지 발전소는 지속 가능한 에너지 생산을 위한 중요한 대안이 될 수 있습니다.- 이동식 전원: 연료전지는 이동식 전원 솔루션으로서 캠핑카, 보트, 무인 항공기 등 다양한 분야에서 사용될 수 있습니다. 이는 전통적인 배터리에 비해 더 긴 운영 시간을 제공합니다.- 주택: 연료전지를 사용한 주택은 전기를 생산하고 열을 생성하는 동시에 물을 가열하는 등 다양한 에너지 소비를 지원할 수 있습니다. 이는 전기 요금을 절감하고 동시에 환경 친화적인 솔루션을 제공합니다.- 휴대폰 충전기: 연료전지를 사용하는 휴대폰 충전기는 모바일 기기를 더 오래 사용할 수 있도록 도와줍니다. 이는 휴대 폰 충전이 불가능한 지역에서 특히 유용합니다.연료전지는 미래의 환경 친화적이고 효율적인 에너지 솔루션으로 주목받고 있습니다. 연료전지는 다양한 분야에서 사용될 수 있으며, 자동차, 발전소, 이동식 전원, 주택, 휴대폰 충전기 등 다양한 활용 분야를 가지고 있습니다. 더 나아가, 연료전지는 지속 가능한 에너지 생산과 환경 보호를 위한 중요한 도구로서 역할을 할 것입니다.
전기·전자
Q. 전기 모듈 설치 후 투자비를 몇 년이면 회수가 될까요?
안녕하세요. 김태훈 전문가입니다.음...이건 좀 예민한 문제인데요...저의가 경제성 분석을 할때는 보수적으로 합니다...그래서 대부분 8-9년이면 공사비를뽑는다고 합니다. 하지만 사실 실제로 운영해보면 대부분 6-7년사이면 공사원금 회수를 합니다.(직접 운영해본 결과)그 이후부터는 다 이득이라고 할 수 있죠...하지만 10년정도 되면 대수선비가 발생합니다. 대부분 사업시작할때 금액을 측정해 놓구 해서 무리는 없을겁니다.도움이 되셨으면 좋겠습니다.^^
전기·전자
Q. 전자기 유도 현상이란 무엇인지 궁금해요.
안녕하세요. 김태훈 전문가입니다.전자기 유도 현상이란, 코일 근처에서 자석을 움직이거나 자석 근처를 움직일 때 코일에 전류가 흐르는 현상입니다.코일이란 도선을 여러 번 감은 거예요. 그니까 코일도 그냥 전깃줄인 것이죠.코일과 자석이 서로 근처에 있어요.자석을 움직여볼까요? 그러면 코일에 전류가 흐릅니다.이번엔 코일을 움직여볼까요? 이때도 코일에 전류가 흐릅니다.이런 현상들을 바로 전자기 유도 현상이라고 하는 겁니다!여기서 핵심은 바로 "자석이 움직이면 전류가 생긴다"는 거예요.도움이 되셨으면 좋겠습니다.^^
전기·전자
Q. 누전이 발생하면 어떤 위험이 따르나요?
안녕하세요. 김태훈 전문가입니다.누전이란 매우 위험한 상태로 전기세가 비싸질 뿐만 아니라 때로는 사람의 목숨과 재산까지도 빼앗을 수 있습니다.1) 감전의 위험성 감전이란 전기가 몸 속을 빠져나가는 것으로 누전된 전기기구나 전선 등에 신체 일부가 닿으면 전기는 전압이 낮은 신체를 통해 대지로 빠져나가게 됩니다. 1밀리암페어에서는 짜릿함을 느낄 정도지만 10~20밀리암페어가 되면 근육이 마비되므로 몸을 떼려 해도 떨어지지 않게 돼 장시간 감전 상태가 될 위험성이 있습니다. 이렇게 되면 생명도 위험하게 됩니다.2) 화재의 위험성 누전 규모가 더 커져 전기가 수 암페어 수준까지 새어나가면 누전된 주변에서 화재가 발생할 가능성이 생깁니다. 실제로 1955년 니가타 화재의 원인은 누전으로 알려져 1000여 채가 휘말린 것으로 알려졌으며, 누전이란 이처럼 자신뿐만 아니라 주변 사람들도 말려들어 위험하게 되는 것입니다.도움이 되셨으면 좋겠습니다.^^
전기·전자
Q. 수소 연료 전지는 어떤 방식으로 전력을 생성하나요?
안녕하세요. 김태훈 전문가입니다.수소연료전지는 전기를 생성하는 일종의 발전 장치로, 화학 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 시스템입니다. 전기차에서 사용되는 리튬이온 배터리와는 달리, 수소연료전지는 연료(수소)와 산소의 화학 반응을 통해 전기를 지속적으로 생성할 수 있기 때문에 ‘발전소’와 같은 역할을 수행합니다. 특히, 수소연료전지는 주행 중 이산화탄소(CO₂)나 미세먼지 등 유해 물질을 배출하지 않고, 오로지 물(H₂O)만을 배출하기 때문에 ‘궁극의 친환경 에너지’로 평가받고 있습니다.수소연료전지는 단순히 수소를 연료로 사용하는 것에 그치지 않고, 에너지 변환 효율이 높고 무공해라는 특성을 가져, 미래의 에너지 전환 시대에서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다. 이러한 특성 덕분에 자동차, 항공, 선박, 그리고 고정형 발전 시스템 등 다양한 산업 분야에서 활용 가능성이 높아지고 있습니다.도움이 되셨으면 좋겠습니다.^^
전기·전자
Q. UPS는 어떻게 전력을 공급하나요?
안녕하세요. 김태훈 전문가입니다.UPS는 Uninterruptible Power Supply system(무정전전원장치)로 약자로 보통 UPS라고 표기합니다.넓게 보면 전원공급장치 의 일종이구요~일부 UPS는 온라인 마켓에서 컴퓨터용 전원장치와 같은 용도로 취급하지만 그 역할, 목적, 심지어 다이나믹 UPS는 구조까지도 완전히 다를정도로 다양합니다.컴퓨터, 특히 서버 같은 경우에 정전이 될 경우에는 작업 중이던 데이터가 날아가거나 민감한 하드웨어가 망가질 가능성이 매우 높기 때문에 꼭! UPS 사용을 추천 합니다. ~물론 이런 사태를 방지하기 위해 데이타는 주기적으로 백업을 하겠지만 정전으로 전압이 튀어 민감한 장비가 망가지는것은 백업으로 막을수는 없겠죠. 또한 발전소에서는 전기가 끊겨도 주요설비에 대해서 전력을 공급하기 위한 최소한의 전력유지 장치로도 UPS를 사용합니다. 이렇게 UPS는 이런 문제를 방지하기 위해 전력을 일정시간 끊기지 않게 계속 공급해 주는 장비입니다.도움이 되셨으면 좋겠습니다.^^
전기·전자
Q. 전압과 전력의 관계에 관하여 질문드립니다.
안녕하세요. 김태훈 전문가입니다.전압(V)이 증가하면 전류(I)도 증가하게 됩니다. 이는 전압과 전류의 관계를 나타내는 오옴의 법칙에 따라서 V = IR로 표현됩니다. 따라서 전압(V)의 증가는 전류(I)의 증가를 유발하게 됩니다.전력(P)은 전압(V)과 전류(I)의 곱으로 표현되는데, P = VI입니다. 따라서 전압(V)의 증가가 전류(I)의 증가를 유발하면, 전력(P)도 증가하게 됩니다. 이는 V의 제곱배로 P가 증가하는 것이 맞습니다.전압(V)의 증가는 도선을 통과하는 전하 한 개 한 개의 퍼텐셜 에너지의 증가와 전기장의 세기 증가에 따른 전류(I)의 증가 두 가지 요인에 의해 발생하는 것으로 이해하시면 됩니다.도움이 되셨으면 좋겠습니다.^^
전기·전자
Q. 전구가 켜지는 원리에 대해서 궁금합니다.
안녕하세요. 김태훈 전문가입니다.전구 안에는 '필라멘트'라는 가느다란 금속선이 들어 있어있습니다.전기가 흐르면 전자가 이동해서 필라멘트에 도착하게 되고 필라멘트에는 전자가 흐르는 것을 적당히 방해하는 성질이 있습니다.전자의 움직임이 방해를 받으면 필라멘트에 열이 나고 빛이 생겨나게 됩니다. 그런데 필라멘트는 공기 중에서 산소와 만나면 쉽게 타버립니다. 그래서 전구는 유리로 필라멘트를 감싸고 있고 전구의 유리 안에는 산소가 없고 아르곤이나 질소 같은 기체가 들어 있답니다.도움이 되셨으면 좋겠습니다.^^
전기·전자
Q. 도체와 부도체의 차이는 무엇인가요?
도체, 반도체, 부도체의 주요 차이점은 원자 구조에 의해 결정되는 전자 이동에 있다는 것입니다. 도체는 약한 원자 결합을 가지고 있어 전자가 보다 쉽게 이동합니다.반면에 반도체는 원자 결합이 더 강하여 전자 이동성을 어느 정도 제한을 받게 됩니다. 그리고 부도체는 매우 강한 원자 결합을 하기에 전자 이동을 막지만 부도체는 전기이동을 막기 때문에 전기 전도영역에서 안전을 위해서 꼭 필요합니다.도움이 되셨으면 좋겠습니다.^^
전기·전자
Q. 누전 차단기에 대해서 질문드립니다.
안녕하세요. 김태훈 전문가입니다.누전 차단기의 작동 원리는 생각보다 복잡하지 않습니다. 누전 차단기에는 전류를 감지하는 코일이 내장되어 있습니다. 정상적인 상태에서 전류는 전선을 따라 흐르며 코일을 통과합니다. 하지만 누전이 발생하면 전류가 전선을 벗어나 다른 경로로 흐르게 됩니다. 이때 누전 차단기의 코일에 흐르는 전류의 양이 감소하게 되고, 이 변화를 누전 차단기가 감지합니다. 코일에 흐르는 전류의 변화가 미리 설정된 기준치를 넘어서면 누전 차단기는 즉각적으로 전류를 차단합니다. 마치 예민한 감시자처럼 누전 차단기는 미세한 전류 변화를 감지하여 위험을 사전에 차단하는 역할을 수행합니다. 누전 차단기는 전류를 차단하기 위해 다양한 방법을 사용합니다. 가장 일반적인 방법은 전자석을 이용하는 것입니다. 전자석은 전류가 흐르면 자기장을 형성합니다. 누전 차단기에는 전자석이 내장되어 있으며, 누전이 발생하면 전자석에 흐르는 전류가 감소합니다. 이로 인해 자기장의 세기도 약해지고, 자기장의 변화를 감지하는 센서가 이를 감지하여 전류를 차단하는 스위치를 작동시키는 것입니다. 마치 자석의 힘을 이용하여 전류를 컨트롤하는 똑똑한 장치입니다. 도움이 되셨으면 좋겠습니다.^^