Page 220 중학교 기술가정② 지도서

신·재생 에너지의 이해

꿈 & 끼
동화 속 낭만적 유럽 풍차의 모습 신·재생 에너지들의 톡톡 튀는 변신!
『플랜더스의 개』를 읽어 본 사람이라면 주인공 네로와 아 산소가 발생하는 인공 나뭇잎이 있다면
신·재생 에너지의 로 그리고 파트라슈가 동산에서 함께 뛰놀던 모습을 떠올릴 우주에서도 산소의 이용이 가능해진다. 옷
것이다. 그 배경에 언제나 낭만적 모습을 잃지 않고 등장했
에 부착할 수 있는 태양 전지가 있다면 태
던 것이 바로 풍차였다. 당시 벨기에의 플랜더스 지방에서 양 에너지의 이용이 더욱 편리해질 것이다.
변신은 어디까지일까? 는 이 풍차로 곡식을 갈기 위한 에너지를 얻어 사용하였다. 휴대용 수력 발전기, 휴대용 태양 전지 발
우리나라에서 물레방아로 곡식을 갈았던 것처럼.
전기가 있다면 장기간 외출 시에도 에너지
걱정을 할 필요가 없다. 이제 이런 톡톡 튀
는 신·재생 에너지를 꿈꾸며 오늘 하루 기
신·재생 에너지를 이용한 발전기들! 존에 쓰던 ‘에너지 없이 살아 보기’를 해 보
의복 부착용 태양 전지, 산소를 만들어 내는 인공 나뭇잎 최초의 풍력, 최초의 태양 에너지는? 공중 풍력 발전기 휴대용 수력 발전기 휴대용 태양 전지 발전기 는 것은 어떨까.
오늘날 지구는 환경 오염 등의 에너지 문제로 골치 신·재생 에너지의 대표격인 풍력과 태양 공중 풍력 발전기는 설치 휴대용 수력 발전기를 줄 햇빛이 비치는 곳에서 태
에너지를 최초로 이용한 사람은 누구일까? 비용이 적게 들고 전력량도 에 매단 채 물에 던져 놓으면 양 전지 충전기를 연결해 놓
를 앓고 있다. 이에 1년간 지구에 해를 주지 않고 생
인류는 돛을 달고 바람의 힘을 이용해 배 만족스러워 상용화 가능성이 2~3시간 안에 충전이 가능 으면 충전이 되기 시작한다.
활하자는 가족이 나타났다. 영화 ‘노 임팩트 맨’ 속
를 움직였으므로 풍력의 역사가 이때부터 있다. 하다.
콜린 가족의 이야기이다. 과연 콜린 가족은 뜻을 이 시작되었다고 말할 수 있다. 또한 7세기경
룰 수 있을까? 하지만 지구에 살면서 에너지와 환경 페르시아인들은 풍차를 만들어 그 힘으로
곡식을 가는 데 사용했다고 전해진다.
오염으로부터 자유롭게 생활하기란 누워서 떡 먹기
그렇다면 최초의 태양 에너지는 무엇일 산소 발생 인공 나뭇잎
보다 쉽지 않다. 이에 콜린 가족도 좌충우돌 위기를 맞는다. 실크 단백질 소재로 만들어 낸 인공 나뭇
까? 기록상으로 기원전 3세기경 고대 그리
인류는 환경 오염도 시키지 않으면서 고갈되지도 않는 에너지를 꿈꾸며 잎은 실제 잎과 같은 광합성 원리로 산소를
스에서 반사경으로 태양 에너지를 모아 성
개발하는 중에 있다. 그런 가운데 희소식이 있으니 신·재생 에너지들의 다 화에 불을 붙였다고 한다. 또 기원전 2세기 만들어 낼 수 있다.
양한 변신이다. 대표적으로 ‘공중 풍력 발전기’, ‘옷에 부착하는 태양 전지’, 경에는 그리스의 아르키메데스가 반사경으 공중 풍력 발전기 개발자
로 태양 에너지를 모아 로마 함대에 불을
‘산소를 만들어 내는 인공 나뭇잎’ 등 듣기만 해도 신선한 아이디어가 아닐 “오지에 고립된 사람들에게 가장 효과적으로 친환경 에너지를 공급할 수 있는 방법은 없을
붙여 승리했다는 전설이 전해오고 있다. 한 까?”
수 없다. 이런 것들이 있다면 정말 지구에 해를 주지 않고 살아가는 것이
편, 최초의 실용화된 태양 전지는 1953년 에너지 개발 회사 대표였던 벤 글래스(Ben Glass)는 이런 꿈을 꾸었다. 그리고 공중 풍력 발
가능해지지 않을까? 벨 연구소에서 만들어 낸 실리콘 태양 전지 전기 개발에 성공하여 세상을 깜짝 놀라게 하였다. 그가 그의 회사 엔지니어들과 함께 개발
이다. 한 공중 풍력 발전기는 이제 상용화를 눈앞에 두고 있
으며, 머지않은 미래에 오지의 사람들도 안심하고 쓸 수 옷에 부착하는 태양 전지
있는 대체 에너지 시대를 열 주인공이 될지도 모른다. 태양 전지를 부착한 옷을 입으면 심장
박동 수와 스트레스 수준을 측정할 수 있
다. 이렇듯 패션과 정보 통신 기술을 융합
하였다.
드림 씨어터
Q1. 내가 생각하는 친환경 에너지에는 어떤 것이 있을까?
Q2. 내가 공중 풍력 발전기를 디자인한다면 어떤 모습일까?
6. 신·재생 에너지의 이해
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풍력 발전기, 기구 타고 하늘을 오르다 국내 연구진 햇빛 받아 수소 만드는 ‘인공 나뭇잎’ 개발
풍력 발전은 바람의 운동 에너지를 회전 에너지로 변환하고, 국내에서 물속에서 햇빛을 받아 수소를 만드는 ‘인공 나뭇잎’
발전기를 통해 전기 에너지를 얻는 기술이다. 공학자들은 바람 의 새로운 형태가 개발되었다. 인공 나뭇잎은 식물 광합성의 원
의 운동 에너지를 조금이라도 더 얻기 위해 풍력 발전기를 발전 리를 이용하여 수소를 생산하는 장치다. 새로 개발한 장치는 기
시키고 있다. 바람은 높은 고도에서 일정한 풍속과 빈도로 분 존의 인공 나뭇잎보다 효율이 높고 제작 단가도 낮아 실용화 가
다. 즉 풍력 발전기는 높이 위치할수록 좋다. 풍력 발전기를 높 능성이 있다고 평가받는다.
게 설치하기 위해 로터의 회전 날개 길이를 수십 미터 이상 크 인공 나뭇잎은 식물이 광합성하듯이 물을 수소와 산소로 분
게 만드는데 이때 막대한 비용이 든다. 해해 수소를 얻는다. 자연계에서 가장 뛰어난 에너지 흡수·
따라서 최근에는 고고도풍(High altitude wind)을 이용하려 저장 방식인 식물의 광합성과 가장 가까운 형태를 갖춘 것이
는 연구들이 진행 중이다. 비행선, 연 등에 발전기를 달아 하늘 다. 이 장치는 태양 전지와 광촉매가 하나로 묶인 ‘단일 구조체
에 띄우는 것이다. 캐나다 마겐 파워사는 헬륨 가스 비행선에 (monolithic device)’이며 태양광 전환 효율은 8%로 기존 인공
발전기를 단 MARS(Magenn Power Air Rotor System)라는 나뭇잎(5%)보다 향상되었다.
공중에 떠 있는 발전기를 판매하고 있다. 또 브리자 테크놀러지 출처: <국제 신문>, 2016.12.22.
는 비행선 수십 대를 뗏목처럼 연결하여 바다에 띄워 발전하게
하는 HWT(Hovering Wind Turbine)를 계획 중이다.
옷에 부착하는 태양 전지
휘는 태양 전지는 커다란 태양 전지판이 없기 때문에 사용 범
위가 매우 넓다. 휴대 전화나 웨어러블 PC 등 차세대 PC 산업
에 필요한 전원의 자가 충전용으로 활용할 수 있다. 옷, 모자,
자동차 유리, 건물 등에 부착이 가능하기 때문에 산업 전반에
매우 유용한 기술이 될 것으로 예상된다. 또한 에너지 고갈 등
헬륨 가스 비행선을 이용한 ‘MARS’ 연을 띄워 운항하고 있는 ‘MS 벨루
대체 에너지원 발굴이 절실한 상황에서 태양 빛만으로도 고효
가 스카이세일스’
율의 에너지 충전이 가능하다.

6. 신·재생 에너지의 이해 대단원 마무리
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기술가정지도서2권.indb 218 2017-07-28 오전 10:18:33