개념 한 쪽
풍력발전은 바람의 운동에너지를 전기에너지로 바꾸는 방식이다. 입지를 정할 때 풍향과 풍속이 가장 중요한 조건이 되고, 풍차는 회전축의 방향에 따라 나뉜다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「풍력」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 입지 조건 옳고 그름 판별 | 1 | 풍향·풍속과 설치 가능성의 관계를 가리기 |
| 풍력발전 일반 서술 판별 | 1 | 풍력의 신시스템 성격과 풍차 분류를 가리기 |
| 대용량 풍차 형식 판별 | 1 | 대용량 발전에 쓰이는 풍차 종류를 가리기 |
풍력발전은 연료 없이 자연에너지를 이용하는 신시스템으로 주목받는다. 바람이 가진 운동에너지를 회전으로 바꾸어 전기를 만드는 구조다.
설치 장소를 정할 때 가장 중요한 기준은 풍향과 풍속이다. 연평균 풍속이 일정 수준 이상 확보되는 해안·산간·평야 같은 곳이어야 경제성이 있다. 그래서 풍향·풍속과 관계없이 아무 곳에나 설치할 수 있다는 설명은 성립하지 않는다.
풍차는 회전축의 방향에 따라 수평축 풍차와 수직축 풍차로 나뉜다. 대용량 발전에는 프로펠러형과 다리우스형 풍차가 쓰인다.
풍력 문제는 입지 조건과 풍차 분류를 뒤섞어 함정을 만든다. 풍향·풍속과 무관하게 설치할 수 있다고 하거나, 수평축·수직축 분류를 뒤집으면 틀린다. 대용량 발전에 쓰이는 풍차의 종류를 다른 형식으로 바꾸는 선지도 경계해야 한다.
출력 30000kW의 화력발전소에서 6000kal/kg의 석탄을 매시 15t의 비율로 사용하고 있다. 이 발전소의 종합효율은 약 몇 [%]인가?
정답 ④ · 입력 열량은 매시간 사용되는 석탄의 양과 발열량의 곱입니다. 15t(15,000kg) * 6,000kcal/kg = 90,000,000kcal/h입니다.
입력 = 연료량×발열량÷860(kcal/kWh)으로 kW를 구해 출력과 나누면 효율 ≈28.7%.
어느 수용가에 5000kVA 변압기가 있다. 이 변압기 손실은 80% 부하율일 때 53.4kW이고 60% 부하율일 때 36.6kW이다. 이 변압기의 40% 부하율일 때의 손실[kW]은?
정답 ③ · 변압기의 전 손실(W)은 무부하 손실(Wi)과 부하 손실(Wc)의 합입니다. 이 식을 이용하여 주어진 두 부하율(80%, 60%)에 대한 연립 방정식을 세우면, 80%일 때 Wi + 0.64Wc = 53.4kW, 60%일 때 Wi + 0.36Wc = 36.6kW가 됩니다.
변압기 손실 W=Wi+x²Wc, 두 부하율 연립해 Wi=15·Wc=60, 40%에서 15+0.16×60=24.6kW.
원자로에서 제어봉으로 카드윰(Cd)을 사용하는 목적으로 가장 알맞은 것은?
정답 ① · 문제는 원자로 제어봉에 카드뮴을 사용하는 목적을 묻고 있다. 카드뮴은 중성자 흡수 단면적이 커서 제어봉으로 삽입·인출하여 반응도와 중성자 수를 조절하는 데 사용된다.
카드뮴(Cd)은 중성자 흡수 단면적이 커서 제어봉으로 중성자 수(핵분열 속도)를 조절한다.
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