태양광 패널에 모이는 햇빛이 전기에너지로 바뀌는 원리는 무엇인가요?

Question

약 3년전에 저는 2개의 태양광 패널을 설치하였습니다. 정남향 8층에 위치하여 햇빛을 비교적 충분히 받고있어 전기 절약에 적지않은 도움이 되고 있는데요. 태양광 패널에 모이는 햇빛이 전기 에너지로 전환되는 원리를 알고싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 한만전 과학전문가입니다.

태양광 발전은 태양빛을 직접 전기에너지로 변환시켜 전기를 얻는 방식입니다. 금속에 빛을 가하면 금속에서 전자가 방출되는 현상 즉 광전효과를 이용하여 전기에너지를 얻는 방식 입니다.

태양광발전기는 태양전지, 접속반, 인버터, 계통연계장치로 구성됩니다.

태양전지에서 전류가 생성되고, 전지에서 생성된 직류전력을 접속반에서 모아 인버터로 전달합니다. 인버터는 교류로 변환하여 계통연계장치로 전기를 보내고 계통연계장치에서 전기를 분배합니다.

Answer 2

안녕하세요. 과학전문가입니다.

태양광 패널은 반도체를 사용을 합니다.

즉 에너지 밴드갭이 있는 물질에 빛이나 에너지가 들어가면 전자가 흐를 수 있는 영역대로 움직입니다.

그렇게 되어서 전자의 흐름에 의해 전류가 생겨 전기에너지로 사용가능합니다.

Answer 3

태양 전지의 원리는 광전효과 입니다.

광전효과란 빛을 쪼이면 전자가 에너지를 가지게 되고 튀는 현상 -> 전류가 흐르는 현상입니다.

즉, 빛 에너지가 전자를 움직이게 됩니다.

그런데 현재 기술로는 밤에도 태양전지가 전력을 생산할 수 있습니다.

이것을 압전 태양전지라고 하는데,

해가 지고 난 후에도 바람이나 사람의 물리적 진동을 에너지로 전환하는 방식을

동시에 적용하면 밤에도 생산이 가능하다고 합니다.

Answer 4

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

태양광 발전은 광전효과에 의해 전류를 얻는 발전기입니다.

광전효과란 금속에 빛(광자; 전자기파;)을 쪼으면 금속 표면에 있던 자유전자가 튀어나와 전류를 만드는 현상입니다. 그리고 자유전자가 금속을 탈출하기 위한 에너지가 필요한데, 이 최소 에너지의 크기를 일함수라고 합니다. 즉, 자유전자는 일함수의 크기만큼이나 더 큰 운동에너지를 가져야 탈출이 가능합니다. 그리고 자유전자가 운동에너지를 가질 수 있는 방법은 외부 빛(광자)과 충돌하는것이죠. 이 때 충돌하여 에너지를 얻는 정도는 빛의 에너지에 의존됩니다. 빛 에너지가 강할수록 다시말해 빛의 진동수가 높을수록(파장이 짧을 수록) 자유전자가 받는 에너지가 크게됩니다. 그리고 금속의 종류에 따라 일함수가 다른데, 대부분의 경우에는 자외선 영역대의 빛을 쬐여주면 자유전자가 튀어나와 전류를 만듭니다.

도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.

Answer 5

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

태양광발전은 빛에너지가 전자의 운동에너지로 바뀌는 과정에서 발생되는 에너지를 사용하는 것으로 태양광 모듈에서 직류전력을 인버터로 전달하고 태양전지에서 생산된 직류를 교류전기로 전환하여 사용하게 되는 것입니다.