원동기

원동기 (原動機, prime mover)는 자연 상태로 존재하는 에너지, 즉 석탄, 석유, 천연가스 등의 연료가 가진 화학 에너지, 물의 위치 에너지, 바람의 운동 에너지, 태양의 복사 에너지, 원자핵의 에너지 등을 기계적인 에너지로 변환시켜 동력을 발생시키는 장치를 총칭한다. 즉, 외부로부터 에너지를 공급받아 유용한 기계적 일을 수행하는 장치라고 할 수 있다.

원동기는 다양한 종류가 있으며, 사용 목적과 에너지원에 따라 효율, 크기, 작동 방식 등이 크게 달라진다. 대표적인 원동기의 종류는 다음과 같다.

• 열기관: 연료의 연소나 핵반응 등을 통해 열에너지를 발생시키고, 이를 이용하여 피스톤 운동, 터빈 회전 등의 기계적 운동을 얻는 기관이다. 증기 기관, 내연 기관 (가솔린 엔진, 디젤 엔진 등), 가스 터빈 등이 열기관에 속한다.

• 수력 기관: 물의 위치 에너지를 이용하여 수차를 회전시켜 동력을 얻는 기관이다. 펠톤 수차, 프란시스 수차, 카플란 수차 등이 수력 기관에 속한다.

• 풍력 기관: 바람의 운동 에너지를 이용하여 풍력 터빈을 회전시켜 동력을 얻는 기관이다.

• 태양열 기관: 태양열을 집열하여 얻은 열에너지로 증기를 발생시키고, 이를 이용하여 터빈을 회전시켜 동력을 얻는 기관이다.

• 전동기 (모터): 전기 에너지를 이용하여 회전 운동을 발생시키는 장치이다. 넓은 의미에서 원동기에 포함될 수 있으나, 전기 에너지는 별도의 발전기를 통해 생산되므로 일반적으로는 1차적인 에너지 변환 장치인 원동기에서 제외된다.

원동기는 산업 혁명 이후 사회 발전에 지대한 영향을 미쳤으며, 현재도 발전소, 자동차, 선박, 항공기 등 다양한 분야에서 핵심적인 역할을 수행하고 있다. 최근에는 환경 문제와 에너지 고갈 문제에 대한 관심이 높아짐에 따라, 신재생에너지원을 이용한 원동기 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.