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전기와주변생활

열에너지를 전기에너지로 변환하는 방법

by G햄스 2023. 11. 3.

열에너지를 전기에너지로 변환하는 방법은 여러가지가 있는데요. 그 중의 하나가 잘 알고있는 발전소에서 증기 터빈으로 발전기를 돌려 전기를 만들어내는 방식입니다.

 

이 방식 외에도 열전발전이라는 열에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 방법이 있는데 이것은 산업현장에서 발생하는 폐열이나 사람의 체온을 에너지원으로 사용할 수 있답니다.

 

지열발전소
지열발전소 - 사진출처 : 위기백과

 

열에너지를 전기에너지로 변환하는 방법

열에너지를 전기에너지로 변환하는 방법은 여러 가지가 있습니다.

 

가장 일반적인 방법은 열을 이용하여 물을 끓이고, 증기를 만들어 터빈을 돌리는 것입니다. 이렇게 하면 열에너지가 기계적 에너지로, 그리고 전기에너지로 변환됩니다.

 

이러한 방법을 이용하는 발전소는 화력발전소, 원자력발전소, 태양열발전소 등이 있습니다.

 

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하지만 열에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 방법도 있습니다.

 

이 방법은 열전발전이라고 하며, 고온부분과 저온부분 사이의 온도차가 발생하면 열이 이동하는 에너지를 전기에너지로 바꿉니다.

 

열전발전은 부가적인 장치 없이 간단하게 전기를 만들 수 있으며, 산업 현장에서 발생하는 폐열이나 인체의 체온 등 다양한 열원을 활용할 수 있습니다.

 

열로 부터 얻는 에너지 하베스팅 기술

열에너지를 전기에너지로 변환하는 기술은 에너지 하베스팅 (energy harvesting)이라고도 불립니다.

 

에너지 하베스팅은 주변 환경에서 발생하는 작은 에너지를 수집하여 전기에너지로 변환하는 기술입니다.

 

열에너지 외에도 진동, 소리, 빛 등 다양한 에너지를 활용할 수 있습니다. 에너지 하베스팅은 배터리 교체가 어려운 원격 센서나 휴대용 기기 등에 적용될 수 있으며, 친환경적인 에너지 소스로 주목받고 있습니다.

 

체온을 전기에너지로 변환하는 기술

에너지 하베스팅이라는 기술을 이용하면 인체 활동에서 발생하는 물리적이나 화학적 에너지를 전기에너지로 바꿀 수 있습니다.

 

예를 들어, 근육에서 나오는 운동에너지나 체온의 열에너지를 전기로 전환하거나, 침, 땀 또는 체액에 존재하는 포도당 같은 성분을 배터리의 연료로 사용할 수 있습니다.

 

체온을 전기에너지로 변환하는 방법 중 하나는 열전소자를 이용하는 것입니다.

 

펠티어효과(Peltier effect) 제벡효과(Seebeck effect)

열전소자
열전소자 - 사진출처: 나무위키

 

열전소자는 소재 양단의 온도 차이로 인해 생성되는 전압을 활용하는 에너지 변환 소자입니다.

 

피부에 완전히 밀착해 체온으로 자가발전이 가능한 신축성 열전소자가 국내외의 연구기관들에 의해 개발되었습니다. 이러한 열전소자를 통해 배터리 없이 웨어러블 기기를 동작시킬 수 있습니다.

 

피부에 밀착해 에너지를 얻는 에너지 하베스팅 기술

 

체온으로 만드는 전기

 

체온을 전기에너지로 변환하는 기술은 미래의 에너지 문제를 해결할 수 있는 중요한 연구 분야입니다. 친환경적이고 지속가능한 에너지 소스로서 많은 관심과 기대가 필요합니다.

 

 

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