SCIENCE 3D | 해양 온도 차 발전

무슨 일이 일어났나

해양 온도 차 발전은 바다 표층수와 깊은 바닷물의 온도 차를 씁니다. 미국 에너지정보청은 적어도 20 °C(36 °F)의 온도 차가 필요하고, 열대 바다에서는 표층수가 깊은 물보다 훨씬 따뜻할 수 있다고 적습니다.

따뜻한 표층수를 작동 유체가 든 증발기로 퍼 보내 유체를 증기로 만들고, 그 증기의 힘으로 발전기를 돌린 뒤 차가운 깊은 물로 식혀 다시 액체로 되돌립니다.

열기관은 뜨거운 쪽과 차가운 쪽의 온도 차가 작을수록 열을 일로 적게 바꿉니다. 시뮬레이터에서 300 K(27 °C)와 280 K(7 °C)로 20 K 차이를 두면 카르노 한계가 0.0667(6.67 %)이라, 열 1.73 kJ 를 받아 일 115 J 만 합니다. 뜨거운 쪽을 800 K 로 올리면 0.625(62.5 %)가 됩니다.

하와이의 한 연구소는 1990 년대에 6 년 동안 250 kW 시범 발전소를 돌렸고, 바닷물을 작동 유체로 쓰는 방식은 응결 과정에서 담수도 얻습니다(미국 에너지정보청).

💡 생활 속 예시

여름 바다에서 헤엄치다 발을 깊이 뻗으면 아래쪽 물이 더 차갑게 느껴집니다 — 표층수와 깊은 물은 온도가 다릅니다.
찬 음료 캔 겉에 물방울이 맺히듯, 차가운 면에 닿은 수증기는 다시 물이 됩니다 — 이 발전도 깊은 곳 찬물로 증기를 되돌립니다.

어떤 부품이 무엇을 하나

따뜻한 물 관 — 바다 표층의 따뜻한 물을 퍼 옵니다.
증발기 — 따뜻한 물로 작동 유체를 데워 증기로 만듭니다.
터빈 · 발전기 — 증기의 힘으로 돌며 전기를 만듭니다.
찬물 관 · 응축기 — 깊은 곳의 찬물로 증기를 식혀 다시 액체로 되돌립니다.

따뜻한 표층수를 증발기로 퍼 보냅니다.
작동 유체가 데워져 증기가 됩니다.
증기가 터빈을 돌려 발전기가 전기를 만듭니다.
깊은 곳 찬물이 증기를 식혀 액체로 되돌리고, 유체는 다시 증발기로 갑니다.

확인된 값

바다 표층수와 깊은 바닷물의 온도 차를 쓴다: surface vs deep water 출처
필요한 온도 차 — 20 °C (36 °F) 이상: 20 K 출처
열대 바다에서는 표층수가 깊은 물보다 훨씬 따뜻할 수 있다: tropical regions 출처
따뜻한 표층수를 작동 유체가 든 증발기로 퍼 보낸다: evaporator with working fluid 출처
하와이 연구소가 1990 년대에 6 년 동안 250 kW 시범 발전소를 돌렸다: 250 kW 출처
바닷물을 작동 유체로 쓰면 응결 과정에서 담수가 나온다: desalinated water 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 역학과 에너지 · 열과 에너지 [12역학02-04]
한국 2022 · 통합과학2 · 환경과 에너지 [10통과2-02-06]

출처

https://www.eia.gov/energyexplained/hydropower/ocean-thermal-energy-conversion.php(확인 2026-11-12)

이어서 보기

햇빛 · 바람 · 물의 에너지 (신재생 에너지)