기계공학 - 태양광과 태양열 설명

 1 . 태양광과 태양열

 

태양광과 태양열의 차이는 같은 태양 에너지

를 빛 자체로 이용하느냐 집열판에서 열로 이

용하느냐의 차이이며 과거의 태양열 이용 방

식에서 태양관 이용 방식으로 변화하고 있다.

 

 2 . 태양광과 태양열 발전 특징

 

1)  태양열 발전

ⓐ 태양열 발전 시스템은 기존의 화력 발전

방식과 비슷하다.

ⓑ 집열판 같은 장치를 이용해 빛을 모아 높

은 열을 내게 하고  이열로 물이나 기름을 가

열하여 발생하는 증기의 압력으로 발전기의

터빈을 돌린다.

ⓒ 단점으로 발전소를 세워서 충분한 생산성

을 얻을 수 있는 곳은 사막으로 한정되어 있

다는 것이다.

2) 태양광 발전

ⓐ 태양관 발전은 열을 모으는 것이 아니라

빛을 직접 전류로 바꾸는 것이다.

ⓑ 발전기는 필요 없으며 대신 반도체인 태양

전지가 필요하다.

ⓒ 최근 얇은 박막형 태양전지도 있고 식물

광합성 원리와 비슷하게 염료를 이용해 전기

를 만드는 방법도 있다.

ⓓ 단점으로 태양전지 값이 비싸고 전기 전환

효율이 낮다

ⓔ 태양관 발전 시스템으로 구성된 모듈과 축

전지  및 전력변환장치로 구성된다.

 

 3 . 태양전지의 원리

 

1) 태양전지는 전기적 성질이 다른 N형 반도

체와 P형의 반도체를 접합시킨 구조로 되어

있으며 2개의 반도체 접합구조를 PN 접합이

라 한다.

2) 태양전지에 태양빛이 닿으면 태양빛은 태

양전지 속으로 흡수되며 이 에너지에 의해 

반도체 내에서 정공(+)과 전자(-)의 전기를 갖

는 입자가 발생하여 각각 자유롭게 태양전지

속을 움직이게 된다.

3) 전자(-)는 N형 반도체 쪽으로, 정공(+)은

P형 반도체 쪽으로 모이게 되고 이때 전위가

발생하면 전류가 흐르게 된다.

 

 4 . 태양광의 장단점

 

1) 장점

ⓐ 에너지원이 청정, 무제한이다.

ⓑ 필요한 장소에서 발전이 가능하다.

ⓒ 설치 후 유지보수가 용이하고 무인화도 

가능하고 수명이 길다.

2) 단점

ⓐ 전력 생산량이 지역별 일사량에 다르다.

ⓑ 에너지 밀도와 효율이 낮아 큰 설치면적

이 필요하다.

ⓒ 초기 투자비와 시스템 비용이 고가이다.

ⓓ 기후 변화에 따는 부하 변위가 크다.