백과사전 상세 본문
요약
약 2,700℃의 플라스마를 1,000m/s 정도의 고속으로 자기장 사이를 수직으로 통과시켜 발전하는 원리.
MHD 발전이라고도 함.
이 원리는 도체가 자기장을 가로지를 때 전압이 유도된다는 '패러데이의 유도법칙'을 응용한 것이다.
자기유체역학발전은 플라스마의 흐름을 얻을 수 있으면 발전이 가능하기 때문에 에너지원은 어떤 것이든 관계가 없다. 따라서 석유, 석탄, 천연 가스, 핵연료 등 폭넓은 에너지 자원을 활용할 수 있다(→ 에너지 변환). 그래서 석유보다 자원이 넉넉한 천연 가스나 석탄의 연소 가스를 사용할 수 있다. 더욱이 석탄을 이용하는 화력발전보다 공해물질인 질산산화물 또는 황산화물의 배출량이 적다.
또 석탄 속에서 타지 않는 회분(灰分)이 많아 연소 가스 속에서 액상과 고체 모양의 슬러그가 되어 고온의 가스 터빈에는 적용할 수 없지만 가동부가 없는 자기유체역학발전에서는 이런 것을 내포한 연소 가스도 이용할 수 있다. 자기유체역학발전에서는 기계적인 회전부분이 없기 때문에 사용하는 기체나 액체의 온도를 매우 높게 끌어올릴 수 있으며 플라스마의 흐름으로부터 직접 전류를 발생시킨다. 바로 이런 것이 자기유체역학발전의 큰 장점이기도 하다. 이것은 곧 에너지원의 절약효과와 직결된다. 예컨대 효율 50%의 100만kW 의 전자유체발전소가 이용률 8%로 운전되면 동급의 재래식 석탄화력발전에서는 연간 327만t의 석탄이 필요한 데 비해 연간 245만t이면 충분하기 때문에 25%의 석탄을 절약할 수 있다. 그래서 석탄을 이용한 발전체계로서 자기유체역학발전의 앞날에 큰 기대를 걸고 있다. 그러나 자기유체역학발전이 안고 있는 문제도 적지 않다. 첫째, 이 발전의 발전 채널 부분에는 2000℃ 이상의 고온 가스가 통과하기 때문에 고온에 견딜 수 있는 재료가 개발되어야 한다. 둘째, 발전효율을 올리기 위해서는 전자석(電磁石) 부분에 전력소모가 적은 초전도 전자석을 사용해야 한다. 안정된 작동을 할 수 있는 대형의 초전도전자석의 개발을 포함하여 실용화에 앞서 해결해야 할 과제들이 많다. 1959년 미국 AVCO사가 처음으로 출력 11.5kW의 발전에 성공한 것을 계기로 소련과 일본이 경쟁대열에 뛰어들었으며, 최근에는 중국·인도·호주·네덜란드도 국책과제로 선정하고 있다. 기초 연구가 많이 발달된 미국은 석유연소로 1,000시간의 연속운전기록을 갖고 있는데, 1995년에는 석탄연소로 2,000시간과 효율 38%의 반상용기를 제작할 계획이다. 일본은 등유연소형으로 482시간의 연속운전에 성공했다. 한편 천연 가스 연소형을 중심으로 개발하고 있는 소련은 출력 50만kW의 U-500을 건설중이다.
본 콘텐츠의 저작권은 저자 또는 제공처에 있으며, 이를 무단으로 이용하는 경우 저작권법에 따라 법적 책임을 질 수 있습니다.
물리와 같은 주제의 항목을 볼 수 있습니다.