그리드

 

 

p.15

자연은 늘 변덕스럽다. 공장에서 석탄 태우는 과정을 안정적으로 조작하는 것은 어렵지 않지만, 바람은 결코 그처럼 안정적으로 불지 않는다. 태양광 역시 구름 때문에 우리가 그 에너지를 모으기 위해 만들어놓은 태양광 패널에 도달하지 못하는 경우가 너무 잦다. 태양광 패널에 그늘이 드리우면, 얼마나 오래 그늘이 드리우는지와 무관하게 전기 생산량은 곤두박질친다. 풍속의 변화는 매 순간 전류 생산량을 오르내리게 만들고, 이 때문에 전류의 전압이나 주파수는 예측할 수 없이 요동치고 만다. 전력 공급을 위해 만들어진 기계인 그리드는 잘 조율되어 그 변화를 예측할 수 있는 전류를 분배하는 기계로 설계 되었으며, 그렇지 못한 전류가 망에 더 많이 진입하면 할수록 그 운영 과정이 복잡해지고 예기치 못한 문제가 늘어날 수 있다.

재생에너지가 풀어야 할 숙제는 가변성이다. 수력, 풍력, 태양광, 지력 발전 등으로 생성된 전기 에너지를 안전하게 송전하기 위해서는 현재의 그리드 전력망을 고도화 시켜야 한다.

 

 

p.25

전기는 상자에 넣어둘 수도, 저장할 수도, 수출할 수도 없다. 이 제품은 사용자가 공급원에서 1,000킬로미터 떨어져 있더라도 언제나 만들어지는 순간 사용되며, 만들어지는 즉시 배송된다. 그리고 이 모든 과정은 1,000분의 1초도 걸리지 않는다.

전기를 저장할 수 없다는 사실을 이제서야 알게 되었다. 전기를 저장할 수 있다면 전략망을 잘 운영하기 위한 여러 고민거리들을 한번에 해결할 수 있다.

 

 

p.45

우리가 매일매일 사용하는 전력은 항상 새로 만든 것이다. 모든 전력은 새로 만든 것이기에, 당신이 풍력 농장 주변에 살고 있다면 당신이 사용하는 전력은 1분 전에는 아마도 돌풍 속에 담긴 에너지였을 것이다.

내가 지금 사용하고 있는 PC도 발전소에서 이제 막 생산된 따끈따끈한 전력 덕분이다.

 

 

p.47

전압이란 전력을 기기에 밀어 넣는 힘을 의미한다. 그리고 보통의 주거용 콘센트로 공급되는 전기는 토스터에 적합할 만큼 낮은 힘으로 공급된다. 그러나 이렇게 낮은 전압의 전력이라 해도, 주택용 전선도 만지는 것만으로 죽을 수 있다.

우리집 콘센트에 들어오는 전압은 220V 이다. 대부분의 가전제품들은 콘센트로 들어오는 220V 전압을 그대로 사용하여 기계를 동작시킨다. 일부 컴퓨터, 휴대폰 등은 220V 전압을 변환하여 사용한다. 예를 들어 휴대폰을 충전할 때에는 220V(교류) → 5V(직류) 로 낮춰서 충전하고, 고속 충전은 220V(교류) → 9V(직류) 로 낮춰서 충전한다.

 

 

p.59

그리드는 미국 전력 산업 가운데 가장 약한 고리다. 그리드는 결코 재생에너지가 점점 늘어나는 오늘날의 전력 산업을 위해 만들어진 시스템이 아니다.

 

 

p.66

지금 우리는 가변성 발전과 분산성 발전의 혁명 그 시작점에 와있다. 전기는 이제 어디서나 만들어지고 있으며, 점점 더 많은 양이 그 유형과 규모도 다양해 통제하기도 예측하기도 어려운 발전기에서 생산되고 있다.

 

 

p.82

전류는 한 지점에서 다른 지점으로 향하는 가장 쉽거나 가장 짧은 루트를 찾아 움직이지 않는다는 점이었다. 전류는 모든 경로를 동등하게 취급한다. 이는 전류가 흐를 수 있는 2개의 경로가 있는데 두 번째 경로가 첫 번째보다 20배 정도 길다고 하더라도 전류는 두 경로를 동시에, 무차별적으로 흐른다는 뜻이다. 병렬과 직렬이라는 두 가지 회로의 차이를 간단히 설명할 수 있다. 병렬 회로에서는 각각의 가능한 경로를 택해 움직이는 전류의 패턴이 모두 그리고 동시에 허용되지만, 직렬회로에서 전류는 단 하나의 경로만을 따라 이동한다.

 

 

p.230

구멍은 아마도 계속해서 존재할 것이다. (나무는 계속해서 웃자랄 것이고, 예산은 언제나 부족할 것이며, 규제 당국은 무언가 이상한 기기를 달아야 한다고 말할 것이고, 컴퓨터 버그는 소프트웨어의 작동을 늘 방해할 것이다.) 하지만 이들이 2003년 8월에 그랬던 것처럼, 그리고 그보다 1년 전쯤 데이비스베세원전에서 있었던 것과 같은 시스템 전체의 붕괴로 이어지지 않도록 해야만 한다.

 

 

p.252

2011년, 독일의 한 연구진은 신형 디지털 미터기로 관찰할 수 있는 전기 사용의 미세 패턴만 가지고도 당신이 구동하는 가전제품이 무엇인지 파악할 수 있다는 점을 밝혔다. 게다가 그 정밀도를 올리면 심지어는 당신이 어떤 프로그램을 보고 있는지도 파악할 수 있었다. 이들은 전기신호 패턴으로 실험 대상 가구에서 라이온 킹을 보고 있는지, 아니면 슈렉2를 보고 있는지 판별할 수 있었다.

디지털 신호 패턴으로도 사용자가 보고 있는 방송 프로그램이 무엇인지 알아낼 수 있다는 게 놀랍다.

 

키워드

 

적용할 점

• 발전소에서 집까지 전기가 공급되는 원리를 이해하자.
• 전기 아껴써서 기후 위기 극복에 동참하자.

 

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느낀점

기후위기 책을 읽다가 재생에너지에 관심이 생겼고, 지금은 전기쪽에 관심이 생겨서 이 책을 읽게 됐다.

살아오면서 내가 생각하는 전기는 그저 콘센트에 플러그를 꽂으면 언제든지 사용할 수 있는 에너지 자원이라고 생각했다.

전기가 어떻게 생성되고 우리집까지 송전되는지 몰랐고 전압(직류/교류), 볼트, 와트, 암페어라는 단어들이 의미하는 바 또한 정확히 알지 못했다.

책을 읽은 후 어느정도 동작 원리를 이해할 수 있어서 좋았다.

이 책에서 에디슨의 직류 시스템과 테슬라의 교류 시스템의 대립에 대해서 설명을 해주었는데 이 부분이 매우 흥미로웠다.

책에서 설명해 주지 않는 부분을 더 알고 싶어 조사해 보니 영화로도 제작되어 있었다.

'커런트 워' 라는 영화 제목인데 유튜브에서 볼 수 있어서 결제 후 시청하였다.

에디슨이 실용 가능한 전구를 발명하고, 이를 각 가정내에서 사용할 수 있게 전기 시스템까지도 표준화 하여 보급한 사실과 그의 조수로 일한 니콜라 테슬라가 이후 조지 웨스팅하우스를 만나 전기를 더 멀리 송전할 수 있는 교류 시스템을 개발하여 에디슨과 대립하는 구도를 잘 표현해낸 영화였다.

결국 장거리 전력 송전에 유리한 교류시스템이 승리하고, 현재까지도 우리 사회는 교류 방식으로 전류를 공급받고 있다.

전기를 알아가면서 전력망을 이해할 수 있었고, 각 가정에 전기가 공급되는 원리를 알려준 이 책에게 감사하다는 말을 전한다.

 

끝으로 전기가 생성되고 집 까지 송전되는 순서를 정리해 보자.

• 발전소
  • 화력, 수력, 원자력, 풍력, 태왕광 등을 사용해 열을 얻음
  • 열로 물을 끓여 고압의 수증이 만들어냄
  • 수증기가 터빈을 회전시킴
  • 자석을 회전시켜 코일에 전류가 흐르게 함
• 변압기
  • 교류 전기의 전압을 바꿔주는 장치
  • 발전소에서 생성된 전기는 낮은 전압
  • 장거리 전송을 위해 변압기를 사용해 전압을 수십만 볼트까지 높임
  • 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 변압기는 전봇대에 달려 있는 동그란 모양의 장치이다.
• 송전
  • 송전선을 통해 장거리 전송
  • 송전탑을 통해 대도시나 산업 지역으로 전력을 공급
  • 교류 방식으로 전송
• 변전소
  • 전기를 송전 받은 변전소에서는 고전압을 낮은 전압으로 변환
  • 변전소에서 전압이 낮아진 전기는 배전망을 통해 각 가정, 상업지구, 공장으로 분배
  • 배전망에서는 전압을 더욱 낮춰서 가정용으로 적합한 수준인 220V 또는 110V로 변환한 후 각 가정으로 전송
• 가정
  • TV 플러그를 콘센트에 꽂으면 전자기기에 전력이 전달
  • TV 내부에 있는 전원 공급 장치가 공급된 220V 또는 110V의 전압을 TV에 적합한 낮은 전압으로 변환
  • 변환된 전기가 TV의 회로에 공급되어 화면을 표시하고 소리를 재생하는 등 다양한 기능을 수행