습하고 덥고 많이 짜증이 나는 여름이죠? 이렇게 더울 때는 역시 시원한 에어컨을 사용하는 것이 좋습니다. 에어컨은 단순히 실내 만 낮춰주는 것이 아니라 습기도 제거하는 역할이 있어서 여름철처럼 습하고 더운 날씨에는 정말 최고입니다. 그런데 덥다고 무조건 에어컨을 사용하면 나중에 전기세 폭탄을 맞을 수 있다는 사실, 다들 알고 계시죠? 전기를 사용하는 양은 가정마다 다르겠지만, 집안에서 사용하는 가전제품 중 에어컨이 소모하는 전기량은 단연 으뜸입니다. 그래서 여름철에 에어컨을 자주 사용하다 보면 훌쩍 뛴 금액의 전기세 고지서를 받을 수 있습니다.
여름철에 과도한 전기 사용은 전기세뿐만 아니라, 사회적으로도 큰 문제를 일으킬 수 있습니다. 전기는 사용량이 적으면 평소에 저장해 놓았다가 여름처럼 사용량이 급증하면 내보낼 수 없습니다. 다시 말해, 대용량의 전기를 저장할 수 있는 장치가 없기 때문에 생산하는 양만큼만 사용할 수 있지요. 만약 우리가 생산하는 양보다 더 많은 전기를 사용하게 되면 어떻게 될까요? 뉴스에서 나오는 블랙아웃(대규모 정전) 사태, 즉 전 국민이 전기를 쓸 수 없으며, 도시 혹은 나라 전체가 암흑에 뒤덮이는 사태가 벌어지게 됩니다. 블랙아웃 현상은 단순히 몇 분이나 몇 시간 정전되는 것이 아니라 전기와 관련된 여러 가지 설비들에 문제를 일으키기 때문에 짧게는 3일에서 길면 10일 이상이 지나서야 정상적으로 전기를 사용할 수 있다고 하니, 절대 블랙아웃 사태가 벌어지면 안 되겠죠?
그래서 전기 사용량이 급증하는 여름에는 전기 절약이 정말 중요한데요, 어떻게 줄여야 하는지는 모두들 잘 알고 계시리라 생각됩니다.
가장 먼저 전기를 줄일 수 있는 방법은 에어컨의 사용을 자제하는 것입니다. 에어컨에 경우 찬 바람을 내뿜는 송풍장치와 열기를 외부로 배출하는 실외기가 있는데, 낮은 온도로 설정할 경우 실외기로 많은 열을 배출해야 하기 때문에 전력 사용이 많아질 수 있습니다. 따라서 에어컨 설정온도를 26도로 맞추시고 선풍기를 이용해서 공기의 순환을 도우면 냉방효과가 배가 됩니다.
전기를 아끼는 또 다른 방법은 사용하지 않는 전자기기의 콘센트를 뽑는 것입니다. 전기를 사용하는 기기들은 대기전력이라고 부르는 꺼진 상태에도 다음의 일어날 일을 준비해서 에너지를 소비하고 있습니다. 예를 들어 TV에 경우 리모컨에 반응하기 위해 전력을 소비하고 있고 인터넷 모뎀 같은 경우에도 인터넷 신호를 주고 받기 위해서 항상 에너지를 소비하고 있습니다. 그런데 이렇게 소비되는 대기전력이 가정에서 사용하는 전기에너지의 약 10%정도 차지하고 있다고 합니다. 그래서 우리가 사용하지 않는 기기의 콘센트만 뽑아도 많은 양의 전기를 아낄 수 있습니다. 혹시 콘센트를 뽑는 것이 귀찮으시다면 각 콘센트마다 스위치가 달리 멀티탭을 사용해 보세요. 그럼 더욱 편하고 쉽게 에너지를 절약할 수 있습니다.
올 여름철에는 한전에서 지난 3년간 사용한 전기양보다 30%정도 절약할 경우 전기세를 10%줄여주는 인센티브 제도를 시행한다고 합니다. 전기도 아끼고 전기세도 줄이는 일석이조인데요, 지금부터 옷은 가볍게 입고 에어컨보다는 선풍기를 사랑하면 전기를 많이 아낄 수 있지 않을까 생각이 되네요.
먼저 전기가 어떻게 우리 집까지 오는지 알기 위해서 전기가 만들어지는 곳부터 알아야겠죠?
우리가 사용하는 전기는 대부분 발전소에서 만들어지고 있으며, 우리나라에서는 이용되고 있는 발전 시설 종류는 정말 다양합니다. 수력이나 원자력, 화력 등은 가장 잘 알려진 발전 시설들이고 이외에도 바람을 이용하는 풍력이나 조수간만의 차를 이용하는 조력, 그리고 밤에는 남는 전기로 지하수를 끌어 올린 뒤에 낮에 다시 이 끌어올린 지하수를 다시 지하로 넣어서 전기를 얻는 양수 발전, 한화케미칼과 많은 연관이 있는 태양광 발전 등 국내에서 사용되고 있는 종류만 해도 이 정도입니다. 이중 태양광 발전 시설을 제외하고는 대부분의 발전 시설들은 전기를 만들기 위해서 발전기를 돌리는 방식으로 전기를 생산하고 있습니다.
대표적으로 원자력 발전은 핵 분열시 발생하는 열을 이용해서 물을 끓이게 되고 이 물로 터빈을 돌려서 발전기에서 전기가 생산되도록 하고 있습니다. 화력발전 또한 유사한 방식을 이용하고 있으며, 발전소에서는 석유와 석탄, 그리고 천연가스와 같은 연료를 태우는데 즉, 연료가 가지고 있는 화학에너지를 이용하는 방식이지요. 또 다른 방식으로는 직접 연료를 태워서 거기서 나오는 가스로 터빈을 돌려 전기를 만들기도 합니다. 마치 자동차의 엔진처럼 말이죠. 그런데 이와 같은 두 가지 방식보다는 최근에는 연료를 태워서 생기는 가스로 1차적으로 발전기를 돌려 발전하고 연료가 타면서 내는 열로 물을 끓여 터빈을 2차적으로 돌리는 복합식 장치를 선호하고 있습니다. 복합식 장치는 에너지 효율이 상당하여 적은 연료로 많은 전기를 생산할 수 있기 때문이지요. 이 외에도 바람으로 직접 발전기를 돌리거나, 조수간만의 차이를 이용하거나 태양열을 이용하여 전기를 만들기도 합니다.
이렇게 발전소에서 전기가 만들어지면 바로 가정으로 오는 것이라 생각되시겠지만 그렇지가 않습니다. 왜냐하면 발전소에서 만들어진 전기는 우리가 바로 사용할 수 없는 전기때문이지요. 아니 이게 무슨 말인가요? 우리가 사용할 수 없는 전기라니!
발전소에서 가정으로 전기를 보낼 때는 우리가 사용하는 220V 전압으로 전기를 보내지 않고, 전기가 손실되는 것을 줄이기 위해 이보다 훨씬 높은 전압으로 전기를 보냅니다. 전기의 전압이 높게 되면 전류가 낮아지고, 전류량이 낮아지면 전기가 집으로 가는 동안 손실되는 전기량이 적어지므로 이렇게 높은 전압의 전기를 보내고 있습니다. 그렇지만 우리는 이러한 높은 전압의 전기는 우리가 사용할 수 없죠? 그래서 전압을 낮춰주는 변압기가 필요합니다.
변압기는 전압을 높이거나 낮춰주는 장치인데, 그 안을 코일이 감겨있는 것을 알 수 있습니다. 바로, 이 코일에 변압기가 작동하는 원리가 있지요. 코일을 감은 수에 따라서 전압을 바꿀 수가 있는데, 예를 들어 좌측과 우측의 코일이 1 : 2의 비율로 감겨있다면 전압은 1 : 2의 비율이 됩니다. 즉, 100V 전압의 전기를 200V로 바꿀 수 있게 되지요. 이러한 방식으로 발전소에서는 전압을 높이고 변압기로 가정 근처에서는 전압을 낮춰서 실생활에 직접 사용할 수 있도록 도와주고 있습니다. 실제로 걸어 다니다 보면 전봇대에 아주 커다란 장치가 달려있는 것을 볼 수 있는데, 이것이 변압기로 전압을 낮춰 가정에 공급하게 됩니다.
이렇게 발전소에서 만들어진 전기는 변압기에서 손실을 줄이기 위해서 고전압을 올렸다가 다시 가정으로 들어오기 전에 전압을 낮추는 과정을 거쳐서 집 안에서 사용되고 있습니다. 그런데 우리가 한 가지 빼 먹은 것이 있죠? 바로 전선입니다.
전선이 뭐 그렇게 중요한가 하시지만 생각해보면 전선이 없다면 전기가 집까지 올 수가 없습니다. 전기가 이동할 수 있는 통로가 없으니 말이죠. 그래서 전선은 전기가 공급되는데 있어서 가장 중요한 존재입니다.
전선을 들여다 보면 크게 두 가지 부분으로 나눠서 볼 수 있습니다. 한 가지는 전기가 통하지 않도록 겉을 둘러쌓고 있는 절연체이고 다른 하나는 내부에 전기가 이동하는 통로가 되는 금속선인 나선으로 되어 있습니다. 나선에 사용되는 금속은 전기가 통하는 물질이면 되기 때문에, 금속은 다 이용할 수 있습니다. 하지만 실제로는 몇 가지 금속만을 이용하고 있는데, 그 이유는 전기가 잘 통하는 전도성을 따져야 하기 때문입니다. 이런 전도성에 따라서 금속을 나누면 은이 가장 좋고 그 다음이 구리, 그리고 금과 알루미늄 순으로 입니다. 그래서 전기가 이동하는 전선에는 은을 이용하는 것이 가장 좋지만 문제는 은을 이용하기에는 너무 많은 비용이 들고 지구에도 많은 양이 존재하지 않기 때문에 이보다는 전도성이 떨어지지만 어느 정도 유사한 구리를 많이 사용하고 있습니다. 그리고 때로는 은을 이용한 전선도 있는데, 이는 특수한 경우에만 은을 이용해서 만들고 있습니다.
▲ 한화케미칼이 생산하는 폴리에틸렌 전선수지
전선에는 앞서 설명한 나선 외에도 절연체가 있습니다. 이 절연체는 전기가 이동하는 통로인 나선보다 더 중요한데요, 바로 전기가 빠져나가는 것을 막아주기 때문입니다. 높은 고전압의 전기를 흘려 보내야 하는 전선들은 주변이 아무리 공기와 같이 전기가 안 통하는 물질로 이뤄져 있어도 조금씩 손실 될 수 있습니다. 특히 고전압일 경우에는 공기에도 전기가 통하는데, 실제로 번개와 같은 경우가 공기 중에 전기가 통하는 현상입니다. 이 때문에 전선은 절연체로 나선을 감싸 전기가 손실되는 것을 막아주고 있으며, 절연체로 이용되는 물질은 고무나 애나멜, 비닐, 면 등이 있습니다. 이 외에도 한화케미칼에서 만들고 있는 폴리에틸렌도 이용되고 있어요. 폴리에틸렌은 부드러운 플라스틱으로 휘어짐에도 강하고 전기가 안 통하는 부도체로 잘 알려져 있는데, 이 때문에 전선의 절연체로 폴리에틸렌이 이용되고 있습니다. 특히 한화케미칼에서는 이러한 절연체용 폴리에틸렌을 생산하여 전선을 만드는 데에 도움을 주고 있습니다.
지금까지 전기가 집까지 오는 과정에 대해서 알아보았는데요, 발전소에서 집까지 오는 동안 전기의 손실을 막기 위해서 많은 노력을 들인 것을 알 수 있지 않으셨나요? 이렇게 많은 노력이 들여서 오는 전기! 아껴서 사용해야겠죠? 올 여름은 옷은 가볍게 입고 에어컨보다는 선풍기를 사랑하면서 전기를 절약해 보자구요.
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– 참고문헌 –
한화케미칼 http://hcc.hanwha.co.kr
한화케미칼 블로그 http://www.chemidream.com/
한국전력공사 http://cyber.kepco.co.kr/kepco/main.do
한국수력원자력 http://www.khnp.co.kr/
한국남부발전 http://www.kospo.co.kr/
한국남동반전 https://www.kosep.co.kr/kosep/us/us_man.do