태양열발전은 어떻게 전기에너지를 얻는 것인가요?

Question

태양열발전은 판을 올려놓고 발전을 하는데 태양벷이 그곳으로 떨어지면은 어떤원리로 태양열이 전기에너지로 바뀌는 것인가요? 궁금해요

Answer 1

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

태양열 에너지의 원리는 광전효과 입니다

태양전지의 발전원리는 반도체에 빛을 쏘이면 전자와 정공이 발생하여 +전극과 -전극이 형성되고 그 전극이 외부회로와 접속되어 있으면 전류가 흐르게 됩니다. 이것이 태양전지가 직접 빛을 전기로 변환시키는 기본원리입니다

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

태양열 발전은 태양에서 나오는 열 에너지를 활용하여 전기 에너지를 생산하는 과정입니다.

1. 태양광 모듈: 태양광 모듈은 태양광 전지 패널로 구성되어 있습니다. 이 패널은 태양광 반도체 재료인 실리콘을 사용하여 태양으로부터 전자를 제공받아 전기 에너지로 변환합니다.

2. 태양광 전지 패널 작동: 태양광 모듈의 표면에 있는 태양광 전지 패널은 태양광을 흡수하고, 그 에너지를 전자로 변환합니다. 이 과정에서 태양광이 반도체 내에서 전자-홀 쌍을 생성합니다.

3. 직류 전기 생산: 생성된 전자-홀 쌍은 전기적인 회로를 통해 이동하면서 직류 전기로 변환됩니다. 이 직류 전기는 일반적으로 태양열 발전 시스템의 출력으로 사용됩니다.

4. 인버터: 직류 전기를 가변 전압 및 가변 주파수의 교류 전기로 변환하기 위해 인버터가 사용됩니다. 교류 전기는 일반적으로 가정 및 산업용 전력 시스템에 연결되어 전기 에너지를 공급하는 데 사용됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

태양열발전이란 태양광선의 파동성질을 이용하는 태양에너지 광열학적 이용분야로 태양열의 흡수·저장·열변환등을 통하여 건물의 냉난방 및 급탕 등에 활용하는 기술이다. 태양열 이용시스템은 집열부, 이용부, 축열부로 구성된다.

집열부는 태양으로부터 오는 에너지를 모아서 열로 변환하는 장치이다. 가장 중요한 부분으로 가장 간단한 형태는 빛을 잘 흡수하는 검은색 관 속으로 물을 흐르게 하는 평판 집열관이다. 이것은 빛을 투과하는 투명한 외부층(유리나 플라스틱)이 빛을 흡수하는 검은색의 내부구성물을 둘러싼 형태로 이루어져 온실효과를 일으킨다.

빛이 집열판 속으로 들어오면 이것은 검은색의 내부에 부딪쳐 적외선으로 바뀌는데 적외선은 투명층을 통과하지 못하므로 내부는 점점 더 뜨거워진다. 이렇게 뜨거워진 내부에는 열을 흡수하였다가 전달하는 매체가 흐르는데 이 뜨거워진 매체는 물과 열교환하여 난방용 또는 온수용 물을 생산한다.

축열부에서는 열교환되어 이용할 곳에 활용될 매체(난방용 온수 등)를 저장한다. 이렇듯 태양열에너지는 에너지밀도가 낮고 계절별, 시간별 변화가 심한 에너지이므로 집열과 축열기술이 가장 기본이 되는 기술이다.

Answer 4

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

태양광발전은 별도의 발전기 없이 태양광전지를 이용하여 태양빛을 직접 전기에너지로 변환시키는 발전방식입니다.

P형 반도체와 N형 반도체 2종류의 실리콘 반도체를 겹친 구조로 되어 있는 태양광전지에 태양광이 내리 쬐어지면, 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 태양광전지에 정공과 전자가 발생합니다

이때 정공은 P형 반도체 쪽으로, 전자는 N형 반도체 쪽으로 모이며 전위차가 발생하고, 그로 인해 전류가 흐르게 되는 것이죠.