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지열 에너지가 정확히 어떻게 작동하는가 스크랩 0회
작성자 : 기후프로젝트
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지금은 많이 이야기 되지 않았으나 강력한 재생 에너지 자원에 대해 깊이 있게 알아볼 때입니다.

거대한 태양광 발전 집합체나 풍력 터빈으로 가득 찬 들판을 시야에서 놓치기는 어렵지만 우리 눈에 보이지 않는 곳에서 발생하는 지열 에너지와 함께하는 많은 행동들은 재생에너지 풍경 속에서 다른 재생에너지들보다 많은 사랑을 만들어 내지 못하는 경향이 있습니다.

지열 에너지는 정말 대단하기 때문에 그런 경향은 매우 안타깝습니다. 그것은 지구의 자연적인 기능을 이용하여 집을 따뜻하게 하고, 전기를 생산하고 더러운 화석 연료에서 재생 에너지로 바꿔가는 세계적인 변화를 촉진하는 데 도움을 줍니다.

하지만 어떻게요? 지금은 많이 이야기되지 않았으나 강력한 재생 에너지 자원에 대해 깊이 있게 알아볼 때입니다. 지열에 관한 가장 흔한 질문들을 다루는 내용을 읽어 봅시다.



지열 에너지란 무엇인가?

만약 여러분이 지구 바로 아래에 큰 구멍을 판다면, 여러분은 깊이 파 들어갈수록 온도가 점점 더 따뜻해지는 것을 알 수 있을 것입니다. 그것은 지구의 내부가 열로 가득 차 있기 때문입니다. 이 열은 지열 에너지라고 합니다.


그것이 요지입니다. 지열에 대해 이야기할 때, 우리는 지구 지각의 암석과 물에 포함된 열 에너지를 이용하는 것에 대해 이야기하고 있습니다.



지열 에너지는 무엇에 사용됩니까?

지열 에너지는 주택과 다른 건물들을 난방 하거나 전기를 생산하는 크게 두 가지에 주로 사용됩니다.

첫번째는 가장 잘 알려져 있고 가장 이해하기 쉬운 것입니다. 지열 펌프는 지구 표면에서 그리 멀지 않은 곳에서 발견된 적당한 열을 순환하는 파이프 시스템을 통해 집과 건물로 전달합니다.

밖이 추울 때에도, 파이프 안의 액체는 지구 윗쪽 10피트 높이의 온도가 화씨 50에서 60도로 일정하게 유지되는 땅에 묻힌 파이프들을 통과하면서 따뜻해집니다. 이 시스템은 집이나 건물에 따뜻한 액체를 운반하고 지열발전 구성 장치는 이를 사용하여 표준 배관 시스템을 통해 집을 순환하는 공기를 가열합니다.

일부 지열 시스템은 또한 “바닥 바닥재 아래에 놓여 있는 일련의 파이프들”로 알려진 복사 바닥 열로 액체를 직접적으로 순환시킵니다. (이 과정의 반대 과정은 여름철에 집을 시원하게 하는 데도 사용할 수 있습니다.)

지열 발전소에는 움직이는 부품들이 몇 가지 더 있습니다. 지열 발전소는 전기를 만들기 위해 지구 내부 더 깊이 더 높은 온도에 접근하게 됩니다. 이것은 보통 지하 1~2마일 정도의 깊은 곳으로부터 고압 상태의 매우 뜨거운 물을 끌어올리게 됩니다. 물이 지구 표면에 도달하면 압력이 떨어져 물이 증기로 변하게 됩니다. 그리고 나서 증기는 발전기와 연결된 터빈을 돌리고, 전기를 생산합니다. 

만약 이것이 혼란스럽게 들린다면, 단순하게 지표면 밖으로 뜨거운 물과 증기를 가장 옛날부터 충실하게 분출하는 간헐천을 상상해 보십시요. 여기서 모든 증기가 전기를 만들어 낸다고 생각하면 됩니다. 미국 EPA에 따르면 이는 단순한 비유에 그치지 않습니다. 심화된 지열발전 기술은 간헐천을 생산하는 동일한 에너지를 이용합니다.

 


자연 간헐천과 지열 발전소 사이의 한가지 중요한 차이점은 지열 발전소들은 보통 지표면으로 끌어 올려진 액체를 재활용한다는 것입니다. 이렇게 작동합니다. 발전소들은 종종 냉각 탑이나 다른 포획 장치 안에 있는 터빈를 활용하여 증기를 다시 모으는데, 그 곳에서 수증기는 냉각되어 액체 상태로 다시 응축됩니다. 그리고 나서, 이 액체를 다시 지구로 돌려 보내고 지구가 다시 이것들을 따뜻하게 한 후에 전체 발전 과정을 다시 시작할 수 있게 만듭니다.



어디에서나 지열 에너지를 사용할 수 있습니까?

지열 에너지는 거의 모든 곳에서 발견될 수 있지만, 다른 곳보다 더 쉽게 접근할 수 있는 곳이 있다는 것은 분명합니다. 온천 및 기타 천연 온수 저장 장치가 풍부한 지역(즉, 지구의 열이 지구 표면에 가까운 곳)은 대규모 지열 에너지를 빠른 시간에 발견할 가능성을 가지고 있습니다. 

미국에서 대부분의 지열 발전소는 지질학적으로 활발한 서부에 위치하고 있습니다. 지하 온도가 가장 높은 지역은 활화산이나 지질학적으로 젊은 화산이 있는 지역입니다. 이러한 '핫스팟'은 지각의 경계나 표면이 열을 통과시킬 정도로 얇은 곳에서 발생합니다.

종종 많은 화산들로 인하여 “불의 고리”라고 불리는 환 태평양 지역은 알래스카, 캘리포니아 및 오레곤 지역을 포함하여 많은 핫스팟들을 가지고 있습니다. 네바다주는 수백 개의 핫스팟을 가지고 있으며 이것들은 북부 지역의 대부분을 차지하고 있습니다.

이미 재생 에너지 분야의 국가적 리더인 캘리포니아가 미국에서 설치된 지열 발전 용량을 가장 많이 가지고 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 캘리포니아 주의 40개가 넘는 지열 발전소는 2017년에 캘리포니아 주 필요 전력의 거의 6퍼센트를 공급했습니다. 하지만 미국은 지열을 활용하는 유일한 국가가 아닙니다. 실제 아이슬란드의 모든 건물은 온천 물로 난방이 되고 있습니다. 사실 아이슬란드는 지열 에너지로부터 필요한 주요 에너지의 50퍼센트 이상을 얻고 있습니다.




가정용 지열에너지 시스템 비용은 얼마나 됩니까?

가정용 태양 에너지 시스템과 마찬가지로, 그것은 경우에 따라 다릅니다. 가정용 지열 냉난방 시스템의 가격은 필요한 순환 시스템의 크기와 종류에 따라 크게 달라집니다.
대체로 가정용 또는 소규모 상업용 지열 시스템은 10,000달러(약 11백만원)에서25,000달러(약 27백만원) 사이에서 다양하게 운영될 수 있습니다. 

토양 조건, 토지 크기, 시스템 구성, 장소 접근성, 필요한 굴착 및 시추 양 등이 넓은 범위의 비용 범위를 만든 이유들입니다. 모든 요소들은 시스템 비용 결정에 영향을 줍니다. 그러한 조건들 중 많은 것들이 장소마다 크게 다를 수 있습니다.

이 가격표들이 무섭게 보일지 모르지만, 많은 사람들은 지열 히트 펌프에 대한 가격표상가격을 지불할 필요가 없습니다. 많은 연방, 주 및 지역 인센티브는 지열을 건설하는 초기 비용을 감소시켜 청정 에너지의 모든 혜택을 훨씬 짧은 투자 회수 기간과 함께 제공할 수 있습니다. 

추가적으로 미국과 더 넓은 세계의 많은 지역에서 대규모 발전소 규모에서 지열 에너지원에서 발생하는 전기는 이미 화석 연료에 의해 발생되는 전기와 비교하여 비용 경쟁력이 있다는 것에 주목할 필요가 있습니다. 



지열 시스템을 사용하여 실제로 비용을 절약할 수 있습니까?

네 그렇습니다.

에너지 정보(Energy Informative)에 따르면 주택 소유자들은 다른 기존 시스템에 비해 지열 히트 펌프를 사용함으로써 난방 비용을 30%~70% 절약하고 냉각 비용을 20%~50% 절감할 수 있습니다. 이는 연간 약 400달러(약 44만원)에서 1,500달러(약 165만원)의 비용 절감으로 이어집니다.

이러한 수치를 따를 경우 당신은 가정용 지열 시스템 설치 비용을 에너지 비용 절감을 통해 설치비용, 지역 유틸리티 비용, 기후, 집의 냉난방 필요량 등 여러 가지 요인에 따라 결정되는 기간 즉 최소 5년(또는 최대 15또는 16년) 이내에 회수할 수 있습니다

대부분의 사람들은 그 범위 내에 있습니다. 미국 에너지 부(US Department of Energy)에 따르면 설치 비용이 몇 배 더 비쌀 수 있지만, 지열 열 펌프는 기존 HVAC장치보다 65%까지 더 효율적이며, 일반적으로 10년 이내에 에너지 절약 비용을 회수할 수 있습니다.



지열 시스템의 수명은 얼마나 됩니까?

여기서 여러분들은 주택 지열 시스템의 진정한 가치를 보게 될 것입니다. 지열 시스템은 매우 오랜 시간 지속되도록 건설됩니다.

실내 부품은 일반적으로 약 25년간(용해로 또는 기존 AC장치의 경우 15년 이하) 지속되며, 지상 순환시스템의 경우 50년 이상 지속됩니다. 이 시스템은 움직이는 부품이 적고 실외 요소로부터 보호되기 때문에 최소한의 유지 관리만 필요합니다.

미국 에너지 부(US Department of Energy)는 이러한 수치를 뒷받침하면서 지열 시스템은 여름과 같은 성수기 동안 전력 수요를 줄임으로써 전체적인 전력망에도 도움이 된다고 덧붙였습니다.

요점은 여러분의 시스템이 결국 자체적으로 비용을 지불 할뿐만 아니라, 수년(혹은 수십 년)간 지속되어 온 후에도 지속적으로 에너지를 절약할 수 있다는 것입니다.

         
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