이번에는 “번개를 사용하여 전기를 생산하지 않는 이유”를 주제로 번개에 관한 퀴즈를 소개합니다.
풍력, 수력, 태양광, 지열 발전 등 자연에너지를 이용한 발전 방식은 다양하다.
그러나 엄청난 에너지를 가진 번개를 이용한 발전에 대해 들어본 적이 없다고 생각하지 않습니까?
번개를 사용하여 전기를 생산하면 상당한 양의 전기를 충당할 수 있을 것 같지만, 왜 인간은 번개를 사용하지 않는지 궁금할 것입니다.
번개를 사용하여 전기를 생성하지 않는 이유는 무엇입니까?
이제 번개가 전기를 생산하는 데 사용되지 않는 이유를 살펴 보겠습니다.
우선 번개가 어떻게 생성되고 얼마나 많은 에너지를 보유하는지 알고 있습니까?
낙뢰 발생 메커니즘
실제로 번개가 발생하는 메커니즘은 2019년 현재까지도 밝혀지지 않았습니다.
매년 여름 전국적으로 상당한 수의 낙뢰가 발생하기 때문에 매우 친숙한 현상인 것 같아 놀랍습니다.
번개가 칠 때 나는 소리 인 “벼락”의 원인이 해명 된 것 같습니다.
약한 정전기라도 발생하면 “찰칵” 소리가 나겠죠?
번개가 발생하고 방전될 때 “우르릉” 소리가 나는 번개도 마찬가지입니다.
물론 에너지가 너무 커서 정전기와 비교할 수 없기 때문에 소리는 수백 미터에서 수 킬로미터 떨어진 곳에서도 울려 퍼집니다.
그건 그렇고, 근처에서 천둥이 울릴 때 건물이 진동 할 수 있지만 그것은 번개의 충격파 때문입니다.
번개가 치면 주변 대기가 급격히 따뜻해지고 팽창하여 충격파가 발생합니다.
번개는 얼마나 강력합니까?
다음으로 번개가 얼마나 강력한지에 대해 이야기해 보겠습니다.
한 번의 낙뢰에 대한 방전량은 전류의 경우 수만 ~ 수십만 암페어, 전압의 경우 1억 ~ 10억 볼트입니다.
일반적인 2인 가정에서 계약하는 암페어는 50~60암페어 정도이므로 엄청난 양의 에너지임을 알 수 있습니다.
이 정도의 에너지를 단 한 번의 낙뢰로 생산할 수 있다면 낙뢰 에너지를 전국의 발전으로 전환할 수 있다면 에너지 문제는 단번에 해결될 것으로 보인다.
애초에 낙뢰 발전이 가능한가?
이제 번개를 사용하여 전기를 생산할 수 있는지 여부에 대해 이야기해 보겠습니다.
이론적으로 번개를 사용하여 전기를 생성하는 것이 가능합니다.
그러나 “이론적으로 가능하다”는 이유만으로 인간의 일상 생활에 유용한 수준으로 전환하기는 어려운 것 같습니다.
엄청난 에너지가 있는데도 사용할 수 없다는 것이 어쩐지 답답합니다.
실제 적용은 여전히 어렵습니다.
번개를 사용하여 전기를 생성하지 않는 이유는 무엇입니까? 애초에 가능할까?
낙뢰 발전을 실용화하기 어려운 데에는 몇 가지 이유가 있습니다.
전기는 한 번에 충전할 수 없습니다.
스마트폰이나 노트북 PC를 충전할 때와 마찬가지로 코드를 연결하는 것만으로는 배터리가 순식간에 100%에 도달하지 않습니다.
전자 제품을 사용하는 세계의 다양한 장치의 경우와 마찬가지로 충전은 천천히 그리고 시간이 지남에 따라 발생하는 것입니다.
번개에서 방출되는 전류가 스마트 폰으로 흐르면 상상할 수 있듯이 끊어져 쓸모가 없어집니다.
번개가 24시간에 걸쳐 서서히 방전되는 현상이라면 충전이 가능하지만 순식간에 엄청난 양의 에너지를 발생시키기 때문에 충전에는 압도적으로 부적합하다.
충전할 수 있어도 순간이기 때문에 충전되는 전력량은 적습니다.
애초에 장비가 없다.
애초에 스마트폰 등의 기기를 순식간에 충전할 수 없듯이 현대에는 순식간에 충전할 수 있는 기기가 없다.
번개를 이용하여 전기를 생산하고 싶다면 많은 양의 전기를 부어 순식간에 충전할 수 있는 장치를 발명해야 합니다.
가성비가 너무 나쁘다.
운영비를 감안하더라도 낙뢰 발전을 실용화하기 어렵다는 것을 알 수 있다.
엄청난 양의 에너지를 가지고 있지만 낙뢰는 언제 어디서 발생할지 모르기 때문에 전국 곳곳에 낙뢰 발전 설비를 배치해야 합니다.
물론 이것이 과정의 끝은 아니며 전국에 흩어져있는 수많은 장치를 유지 관리해야합니다.
장비 개발에는 비용이 들고, 비용 대비 성능을 생각하면 운영이 얼마나 어려운지 알 수 있습니다.
번개를 전국에 조금씩 충전할 수 있다면 어떨까요?
번개를 사용하여 전기를 생성하지 않는 이유는 무엇입니까? 애초에 가능할까?
낙뢰로 인한 에너지를 모두 발전에 사용할 수는 없더라도 전국에서 발생하는 낙뢰로부터 소량의 에너지를 모으는 방법이 있습니다.
그러나 전국에서 발생하는 모든 번개를 수집해도 전역에서 소비되는 전력의 약 1/1000에 불과한 것으로 추정됩니다.
또한 국내에서 발생하는 모든 낙뢰를 수집하기 위해서는 전국에 이러한 목적의 장비를 배치해야 합니다.
앞서 설명했듯이 소비되는 전력의 1,000분의 1을 모으기 위해 이러한 장치를 사용하는 것은 에너지와 돈의 낭비입니다.
위의 내용은 “전기를 생산하기 위해 번개를 사용하지 않는 이유”에 관한 것이었습니다.
요약
번개가 발생하는 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았으며, 번개의 모든 에너지를 순식간에 저장할 수 있는 장치도 개발되지 않았습니다.
번개로 전기를 생성하는 것은 이론적으로만 가능하지만 실제 적용에는 여러 가지 장애물이 있습니다.
낙뢰는 전역에서 언제 어디서 발생할지 알 수 없기 때문에 전국에 장비를 배치해야 하며 실제 적용은 현실적이지 않습니다.
또한 전역에서 발생하는 모든 낙뢰로부터 소량의 에너지를 저장해도 전국 소비 전력의 1/1000 정도에 불과합니다.