날개가 도는 데에는 공통점이 있다
터빈은 흐르는 유체와 날개가 힘을 주고받아 축을 회전시키는 장치다. 증기도 유체이므로 증기의 흐름이 날개에 작용해 회전시키는 모습을 바람개비에 비유할 수 있다. 다만 풍력터빈과 증기터빈의 전체 에너지 변환 과정이 똑같은 것은 아니다.
증기로 돌리면 증기터빈이다
석탄 화력이나 일반적인 원자력 발전에서는 열로 만든 증기를 증기터빈에 보내고, 고온·고압 증기가 팽창하면서 회전축에 일을 한다. 축에 연결된 발전기가 회전 에너지를 전기로 바꾼다. 물이 기체가 됐다는 이유로 이 장치를 가스터빈이라고 부르지 않는다. 공학에서 가스터빈은 보통 별도의 연소식 장치를 뜻한다.
가스터빈과 복합발전
발전용 가스터빈은 공기를 압축하고 연료와 함께 태운 뒤, 고온의 연소 가스를 터빈에서 팽창시킨다. 터빈은 압축기와 발전기를 돌린다. 복합화력은 이 배기가스의 열을 회수해 증기를 만들고 증기터빈까지 추가로 돌린다. 가스터빈과 증기터빈이 한 발전소에 함께 있을 수 있지만 같은 장치는 아니다.
풍력과 비교할 때 구분할 점
풍력터빈은 이미 흐르는 자연 바람의 에너지를 이용한다. 대형 풍력 날개는 단순히 바람에 밀리는 항력뿐 아니라 비행기 날개처럼 생기는 양력을 주로 이용해 돈다. 증기터빈은 증기의 열역학적 에너지를 팽창 과정에서 축의 일로 바꾼다. 따라서 유체가 날개에 힘을 준다는 설명은 공통이고, 그 유체와 에너지를 어디에서 얻는지 및 장치의 구조는 서로 다르다고 정리하면 된다.