신재생에너지
장종훈 | GS인터비전
27,600원 | 20230420 | 9791155764282
다량의 화석연료 사용으로 발생하는 이산화탄소에 의한 지구온난화로 극심한 홍수와 가뭄, 북극과 남극의 빙하가 녹는 등 지구 곳곳에서 자연재해가 발생하여 많은 인명과 재산의 피해가 빈번히 발생하고 있다. 따라서 이산화탄소 배출량을 줄이기 위하여 2015년에 195개국이 “파리협정”을 맺고, 지구온난화 방지를 위한 노력의 하나로 신재생에너지 이용이 급격히 증가하고 있다. 그러나 1979년 발생한 중동의 제2차 석유 수출금지 조치로 세계 경제가 심각한 침체에 빠지고, 주유소에는 기름이 부족하여 자동차가 줄을 서서 차례를 기다리는 풍경이 있었다. 아이러니하게도 이때는 미국도 화석연료의 부족으로 인하여 태양열 직접 이용뿐만 아니라 태양열발전에 매진했다. 서부 모하비 사막에 대규모 구유형 집열기를 사용하는 태양열발전소를 건설하고, 타워형 집열기를 사용하는 태양열발전기의 시험설비를 건설하는 등 주로 태양열 이용을 위하여 많은 연구가 진행되고 대학에도 관련 교과목이 개설되었다. 저자는 세계 경제가 침체에서 회복이 되지 않은 1981년 미국에 유학하여 석유 수출금지 조치의 영향을 직접 체험하였고 대학에서 태양열 이용에 관한 교과목을 수강했다.
한편 미항공우주국(NASA)에서는 이미 제미니와 아폴로 우주선과 우주왕복선에 연료전지를 사용하고, 통신위성과 우주정거장 등에 태양전지를 사용하였다. 그러나 태양전지를 이용한 태양광발전은 아직 상용화되지 않았다. 아직 태양전지의 효율이 낮아서 충분한 전력을 생산하기 위하여 대면적의 태양전지를 설치한 관계로 우주정거장의 잦은 고도 조정이 필요하게 되어 대안으로 태양열을 이용하는 가스터빈 발전 설비에 관한 연구가 시도되었다. 대학원 졸업 후에 NASA에 근무하면서 얻은 이런 신재생에너지에 대한 경험이 대학 강의에 큰 도움이 되었다.
신재생에너지 분야는 에너지 변환 기술, 에너지의 효율적인 이용 기술, 지구환경에 미치는 환경 기술 등 다양한 분야의 전공이 결합한 학문이다. 그러므로 기계, 전기, 전자, 화학, 물리, 지구환경, 재료와 생물 등 전공 분야에 따라서 신재생에너지 중에서도 관심을 가지는 분야가 매우 다르다. 이와 같은 신재생에너지의 특성상 기계공학을 전공한 저자도 다년간 신재생에너지를 강의하면서 마땅한 교재를 얻기가 쉽지 않았다. 그러다 울산대학교에서 정부 지원사업을 통해 실시한 신재생에너지 인력양성사업을 하면서 교재의 필요가 절실하였다. 또한 지구온난화 방지를 위하여 노력하고 있는 일반인들도 신재생에너지에 관한 참고도서가 필요한 실정이다. 저자 나름대로 경험과 강의한 자료를 정리하여 “재생에너지공학”과 “신재생에너지 입문”을 출간하여 10여 년 이상 기계공학전공 학생을 대상으로 교재로 사용해 왔다. 그러나 신재생에너지 분야의 기술 발달과 활용이 급속하게 변화하고 있어 이번에 내용을 대폭 수정하여 “신재생에너지”라는 교재를 다시 출판하였다.
에너지 변환 기술은 급속도로 발전하고 있으므로 가능하면 기초지식과 원리 등을 중심으로 공학을 전공하는 3~4학년 학생이 신재생에너지 교과목을 통하여 배울 필요가 있는 내용을 수록하기 위하여 노력하였다. 많이 사용하는 태양열 직접 이용, 태양열발전, 태양광발전, 풍력발전, 해상풍력발전, 해양에너지, 소수력발전, 지열발전, 연료전지에 관한 내용을 수록하였다. 또한 이 에너지 변환 기술 중에서 현재 상용화에 근접해 있는 대표적인 기술만 포함했다. 저자의 전공 분야가 아니고 광범위한 내용을 취합할 능력도 부족하여 바이오, 석탄 가스화 및 액화, 폐기물 소각 등에 관한 내용은 전혀 포함하지 않았다.
개인의 능력보다 의욕이 앞서서 항상 많이 부족하지만, 신재생에너지 분야를 배우려고 열망하는 학생들을 위하여 감히 출판하였습니다. 그동안 강의를 들으면서 여러 가지 미비점을 지적하여 내용이 더욱 알차도록 도움을 준 신재생에너지 수강 학생들, 동료 교수, 출판을 위하여 수고하신 GS인터비전 출판사 관계자 여러분 감사드립니다. 끝으로 이 책이 출판되도록 그동안 주말과 방학을 허락하고 배려해준 아내와 가족들에게 감사의 마음을 전합니다.
