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인류는화석연료의사용으로인한오염으로부터지구환경을보존하고지속가능한발전을위해새로운에너지자원을얻으려고노력하고있다.화석연료는한번사용하면다시재활용할수없는에너지자원이다.따라서최근에는계속해서다시생산하여사용할수있는재생에너지에대한관심이높아지고있다.대표적인재생에너지로는태양광이나태양열을이용하는태양에너지,풍력에너지,파도나조석간만을이용하는해양에너지,지열에너지,바이오에너지등이있다.태양에너지지구가태양으로부터1~2주동안받는에너지는지구에매장된화석연료전체에상당하는양이다.태양에너지를이용하는방식은태양열을직접이용하는방식과태양광을이용하여전기를생산하는방식이있다.태양열을이용하는경우는대표적인예로태양열난방이있다.태양열난방은가정이나사무실의온수와난방에태양열을직접이용하는것이다.태양열을이용해전기를생산하는경우도있다.태양열발전기는햇빛을이용해100~400℃의뜨거운스팀을만들어터빈을돌려전기를생산하는방식이다.태양광발전은태양전지를이용해햇빛을전기로변환하는발전방식이다.태양전지는연료를사용하지않고태양에너지를직접전기에너지로변환할수있다.태양광발전에서는이러한태양전지를여러장붙여서사용한다.따라서대규모의태양광발전을위해서는태양전지판을설치하는데넓은공간이필요하다.태양광발전은초기에는효율이낮았으나최근에는효율이점차높아지고있다.풍력에너지풍력발전기를이용해바람의운동에너지를전기에너지로변환하여에너지를얻는방법도있다.풍력발전기의형태는회전축의방향에따라크게수평형과수직형으로분류된다.풍력발전소를세울수있는곳은적당한속도의바람이지속적으로부는곳이좋다.풍력발전은소음의발생,풍차와새들과의충돌등몇가지문제를가지고있으나일반적으로환경친화적인에너지원으로주목받고있다.우리나라에서는1980년부터풍력발전에대한연구가진행되어왔으며,현재는제주도를비롯해서,강원도등전국여러곳에풍력발전단지가설치되어있다.해양에너지해양에는다양한형태의에너지가존재하고있다.태양·달·지구의운동에의해해수면의높이가달라지는조석현상을비롯해서,바람이나파도,또는해류가만들어내는운동에너지,그리고바닷물에저장되어있는열에너지등이있다.이가운데조석현상은정확한장기예측이가능하고많은양의전기를얻을수있기때문에큰장점이있는재생에너지이다.조력발전은조석현상으로해수면의높이에차이가발생하는과정에서생기는위치에너지의차이를이용하여전기를생산하는방식이다.현재실용화된조력발전방식은조석간만의차가큰강의하구나만에방조제를만들어조류가밀려드는동안에는수문을열어바닷물을가두어두었다가,간조때에물을흘려보내발전기의터빈을돌려서전기를얻는것이다.조력발전은물의낙차를이용한다는점에서수력발전과비슷하다.조석간만의차가심한우리나라의서해안은조력발전이가능한지역이다.조류발전은조류의흐름으로수차발전기를돌려서발전을하는것으로,조력댐없이발전에필요한수차발전기만설치하기때문에조력발전보다비용이적게든다.그러나조류발전을하기위한좋은장소를선정하기어려우며,조류의세기에따라발전량이좌우되는단점이있다.우리나라에서는전라남도진도군군내면울돌목에울돌목조류발전소가건설되어시험운영되고있으며,2013년에는9만kW의설비용량을갖추어세계최대의상용조류발전소로가동될예정이다.조력발전이나조류발전이특정한입지조건을갖추어야하는반면,파력에너지는모든해역에광범위하게분포하고있다.파력발전은파도의힘으로직접터빈을돌리는방법,파도의힘에의한해수면의높이차이로공기를압축하여터빈을돌리는방법등여러가지가있다.조력이나조류에너지가정확한장기예측이가능한반면,파력에너지는풍력에너지와같이어느정도예측은가능하지만정확한장기예측이어렵다는단점이있다.또한파력발전은바다어느곳에서나개발이가능하지만,파랑에너지의밀도가높은곳과송전선로가짧은곳이경제적으로유리하다.우리나라의파랑에너지밀도는계절별,해역별로차이가크며,겨울철이상대적으로크다.지열에너지지구내부에는많은열에너지가담겨있다.지각아래의맨틀에액체상태의마그마가존재하는것도지구내부의열에너지때문이다.이러한지구내부의열에너지는온천이나화산지대에서그위력을실감할수있다.1913년최초의지열발전소가이탈리아에서가동된후,세계여러곳에지열을이용하는시설이증가하고있다.지열에너지는넓은의미로지구내부에서나오는에너지뿐만아니라,토양·지하수·지표수등에축적된태양복사에너지를포함한다.보통지열에너지는에너지가저장된깊이를기준으로,지표면으로부터150~350m에저장된천부지열과그보다더깊은땅속수km까지존재하는심부지열로구분한다.지열은지형과지역에따라다소차이가있지만,천부지열의온도범위는약15~30℃정도이고,심부지열은약40~400℃정도이다.지열에너지는직접이용하는방법과간접이용하는방법이있다.지열에너지를직접이용하는예는15~30℃정도의중·저온지열에너지를열펌프나냉동기와같은에너지변환기기의열원으로이용하는것이다.이러한방법은건물의냉·난방,각종건조산업,온천,양식업및시설영농,지역난방등에활용된다.반면간접이용방법은심부지열중에서약80℃이상의고온수나증기를끌어올려전기를생산하기위한지열발전에활용하는것을말한다.그런데지열발전은한정된지역에서만이용할수있으며,얻은에너지를필요한곳까지전달하는데많은공간과시설이필요하다는단점이있다.바이오에너지바이오에너지는유기물에저장된에너지를사용하므로석탄이나석유등의화석연료를직접대체할수있는재생에너지이다.바이오에너지는넓은의미로식물과미생물,동물의배설물등각종생물자원과이를생화학적·물리적으로변환하여생산된가스·액체·고체연료등모든생물유기체의에너지를뜻한다.좁은의미로는식물발효과정에서만들어지는액화연료인바이오에탄올과바이오디젤을뜻하는데,이를바이오연료라고한다.농림부산물과유기성폐기물과같은바이오매스에서생산가능한바이오에너지는열이나전기에너지를생산하는연료로활용된다.또한,석유를직접소비하는수송용연료로도활용할수있다는장점이있어서휘발유나경유와같은연료를대체할수있는효과가높다.바이오에너지는식물에서얻기때문에연소할때발생하는이산화탄소가식물이자라면서광합성과정에서다시흡수되므로,이산화탄소배출효과가크지않아지구온난화대처에도움이되는에너지로알려져있다.반면에,바이오매스를대량으로생산하기위해서는막대한면적의토지를개발해야하며,과도하게사용할경우에는오히려환경을파괴할수있다는단점이있다.