발전기에서 물을 사용하는 이유가 뭔가요
발전기에서 터빈을 돌릴 때 물을 끓여서 돌리 잖아요 근데 물보다 끓는 점이 낮은 에탄올 같은 걸로 돌리면 더 작은 양의 열 에너지로도 전기를 많이 생산할 수 있는 거 아닌가요?
발전기에서 물을 사용하는 주된 이유는 물의 물리적, 화학적 성질과 경제적, 환경적 이점 때문입니다. 물을 끓여서 증기를 만들고, 이 증기로 터빈을 돌리는 방식은 증기 터빈 발전이라고 불리며, 이는 오랜 시간 동안 검증된 매우 효율적이고 안정적인 기술입니다. 그럼 왜 물을 사용하는지, 그리고 왜 끓는 점이 낮은 에탄올 같은 물질을 사용하지 않는지에 대해 자세히 설명드리겠습니다.
첫째, 물의 물리적 특성이 발전에 매우 적합합니다. 물은 높은 비열(특정 열 용량)을 가지고 있어 많은 열을 흡수하고 저장할 수 있습니다. 이는 물을 가열할 때 상대적으로 많은 열을 흡수하여 증기로 변환되며, 이 증기가 터빈을 돌리는데 충분한 에너지를 제공합니다. 또한, 물의 높은 증발열은 증기로 변환될 때 많은 에너지를 포함하게 하여 효율적으로 터빈을 구동시킬 수 있습니다.
둘째, 물은 상온에서 액체 상태로 존재하며, 쉽게 구할 수 있는 자원입니다. 물은 지구상에서 가장 풍부하게 존재하는 자원 중 하나로, 경제적 비용이 매우 낮습니다. 반면, 에탄올 같은 다른 물질들은 제조와 운반 비용이 높고, 대량으로 사용하기에는 경제적 부담이 클 수 있습니다.
셋째, 안전성과 환경적 측면에서 물은 매우 유리합니다. 물은 인체에 무해하며, 환경오염의 위험이 거의 없습니다. 반면, 에탄올은 가연성이 높아 화재 위험이 크고, 대량으로 사용될 경우 환경오염의 위험도 존재합니다. 또한, 에탄올은 독성이 있어 누출 시 인체와 환경에 해를 끼칠 수 있습니다.
넷째, 물은 화학적으로 안정된 물질로, 고온 고압에서 쉽게 분해되거나 화학 반응을 일으키지 않습니다. 이는 발전소에서 고온 고압의 조건에서 장비와 시설을 안정적으로 운영할 수 있도록 도와줍니다. 반면, 에탄올은 고온에서 분해될 수 있으며, 다양한 화학 반응을 일으킬 가능성이 있어 안정적인 운영이 어렵습니다.
마지막으로, 기술적인 측면에서도 물은 우수한 선택입니다. 증기 터빈 발전 기술은 이미 수십 년 동안 개발되고 개선되어 왔으며, 높은 효율과 안정성을 자랑합니다. 이에 비해 에탄올을 사용하는 터빈 발전 기술은 아직 개발 초기 단계에 있으며, 상업적으로 사용하기에는 많은 연구와 개발이 필요합니다.
결론적으로, 물은 물리적, 화학적, 경제적, 환경적 측면에서 발전기에 이상적인 물질입니다. 비록 에탄올이 물보다 낮은 끓는 점을 가지고 있어 잠재적으로 더 적은 열 에너지를 사용할 수 있을 것처럼 보이지만, 실제로는 많은 기술적, 안전성, 비용 등의 문제로 인해 물이 더 적합한 선택입니다. 이러한 이유들로 인해 발전기에서는 주로 물을 사용하여 터빈을 돌리고 전기를 생산하고 있습니다.