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신비한 자연현상, 번개

  • 2015.03.05.
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신비한 자연현상 번개

 

올림푸스 신화를 보게 되면 각 신들은 자연을 마음대로 조절할 수 있는 능력을 갖고 있습니다.
그 신들 중에 가장 강력한 힘을 갖고 있는 신은 단연 제우스입니다. 제우스는 번개를 사용하여 자신의 권력을 유지합니다.

또 북유럽 신화에 나오는 토르 역시 번개를 자유자재로 사용할 수 있습니다.
이렇게 번개가 고대 신화에서 강력한 무기로 등장하는 이유는 고대인들이 가장 두려워한 자연 현상이었기 때문입니다.

오늘은 신비한 자연현상, 번개에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

번개의 종류

 

◆ 번개의 종류

일반적으로 우리가 말하는 번개는 하늘에서 번쩍거리는 것을 번개라고 생각하는데요.
사실은 번개의 형태에 따라 다르게 부르고 있다는 사실 알고 계셨나요?

일반적인 번개는 구름과 구름, 구름과 대지 사이에서 공중 전기의 방전이 일어나 번쩍이는 불꽃이라고 정의하고 있습니다.
기상예보에서 많이 사용하는 뇌우(thunderstorm)는 우르릉 하는 소리와 함께 번개를 동반한 강우를 이야기합니다.

또한 구름과 대지 사이에서 발생하는 방전 현상은 낙뢰라고 부르고 있는데요.
공중에 있는 전기와 지상에 있는 물건과의 사이의 방전 현상으로 지상에 떨어져 피해를 주는 것을 낙뢰벼락으로 부르고 있습니다.

그렇다면 번개는 어떻게 만들어지는 걸까요?

 

◆ 번개의 생성 과정

소나기구름은 강한 태양광선에 지표의 공기가 가열되어 생기는 상승기류에 의해 발생하게 되는데요.
여름에 흔히 보는 뭉게구름은 커지고 있는 소나기구름이라고 생각하시면 됩니다.

소나기구름을 구성하고 있는 물방울이 상승기류로 인해 파열되면서, 파열된 물방울은 양(+)으로 대전되고 주위의 공기는 음(-) 으로 대전되게 됩니다.

그리고 양(+)의 전하를 가진 물방울은 구름의 상부로 올라가고 음(-)의 전하를 가진 물방울은 구름의 하부에 머무르게 되는데요.

소나기구름 하부에 음(-) 전하가 점점 많아지면 이것은 지상의 양(+) 전하가 있는 곳으로 떨어지려고 하는데요.

이것이 바로 낙뢰가 되는 것입니다.

 

번개 에너지의 위력

 

◆ 번개 에너지의 위력

번개의 전압은 약 10억 V, 전하량(전류)는 수만 A에 이릅니다.

번개의 전기에너지 5천 A는 100W 전구 7,000개를 8시간 켤 수 있을 정도 한 번에 많은 전기에너지를 발산합니다.
또한 번개의 순간 온도는 태양 표면 온도의 5배인 섭씨 3만 도로 매우 높습니다.

우리 주위에서도 번개와 비슷한 현상을 느낄 수 있는데요.
바로 겨울철 자주 발생하는 정전기도 약 10만 V까지 올라갈 정도로 굉장히 전압이 높습니다만 전하량이 매우 적어 위력이 약합니다.

애니메이션이나 영화 속에서는 번개를 에너지원으로 사용하는 장면들이 자주 등장하는데요.
만약 번개를 에너지로 저장 시킬 수 있다면 한 번에 많은 전력을 얻을 수 있지 않을까요?

 

◆ 번개 에너지의 활용

번개가 전기로 밝혀진 18세기 이후 수많은 과학자들의 연구 주제가 되었습니다.

미국의 건축 디자인 전문 매거진에서 초고층건물 디자인 공모전의 수상작들이 발표되었는데요.

그중 세르비아 건축가 팀이 고안한 ‘히드라 타워’는 구불구불한 첨탑 형태를 탄성이 뛰어나고 전기 전도율이 높은 그래핀 소재를 사용하여, 번개에서 발생한 전기에너지를 실제 동력으로 전환하는 친환경적 시스템을 구축하였다고 합니다.

번개를 맞으면 더욱 힘이 생기는 이 기발한 건물은 전 세계 번개의 70% 이상이 발생하는 열대지역에서 더욱 활용도가 높다고 소개하였다고 합니다.

휴대폰 생산업체인 노키아는 영국 사우샘프턴대학교와 함께 번개로 스마트폰을 충전하는 프로젝트를 진행했다고 하는데요.

변압기에 전원을 연결해 전압을 단번에 끌어올려 20만 볼트에 이르는 인공 번개를 방전하게 하고 이를 가정용 전력으로 변환해 충전을 하는 방식을 연구하고 있습니다.

번개 에너지는 한순간에 방출되는 만큼 그대로 쓸 수 없는 만큼 스마트폰 충전에 활용하려면 이를 고르고 안정적인 전력으로 변환하는 과정이 필요하다고 말했습니다.

 

번개는 시각적으로나 청각적으로 장엄하기 때문에 무서운 자연현상으로 인식되고 있습니다.
하루동안 지구에 떨어지는 번개의 평균치는 약 800만회라고 합니다.

이렇게 무한한 자원인 번개라는 새로운 자연에너지를 활용해서 저장이 가능한 전기에너지로 사용할 수 있다면 번개는 우리에게 소중한 자원이 될지도 모릅니다.

언젠가는 번개를 전기에너지로 활용하는 기술이 개발될 날을 기대해봅니다.

 

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