태양발전소의 태양 전지판이 어떻게 태양에너지를 전기로 변환하는가요?
각각의 발전소는 고유의 전기에너지로 변환하는 방법이 있을텐데, 태양발전소는 태양에너지를 전기로 전환하는 방법이 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
태양에너지를 이용한 발전은 태양열, 태양광이 있습니다.
태양열은 태양으로부터 받은 열을 이용해 물을 끓여 증기를 발생시킨 뒤, 이 증기로 터빈을 돌려 전기에너지를 얻어냅니다. 발전기는 전자기 유도 현상을 원리로 작동합니다. 바람개비, 물레방아와 같은 터빈을 회전 시킴으로써 터빈 끝에 달려있는 자석이나 코일이 회전하며 유도 전류를 만드는데, 이 전류를 모아 전기로 사용합니다. 전자기 유도 현상이란 코일(도선)이 있고, 코일 주변에 자석(또는 전자석)이 움직이거나 자기력이 변화하고 있을 때 코일(도선)에 유도 전류가 흐르는 현상을 말합니다.
태양광은 태양 빛에너지를 금속에 가해주어 금속에서 전자가 튀어나와 전류가 되는 광전효과를 기반으로 한 발전입니다. 이러한 경우는 발전기의 터빈과 달리 곧바로 전류가 생성됩니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
태양 전지판은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는데 사용됩니다. 이 과정은 주로 태양 전지판 내부의 태양 전지셀에서 이루어집니다.
태양 전지셀은 일반적으로 실리콘으로 만들어진 반도체 소재로 구성되어 있습니다. 이 전지셀은 태양광을 받으면 광전효과를 통해 전자를 생성합니다. 태양광은 광자라는 입자 형태로 존재하며, 이 광자가 전지셀 내의 원자에 충돌하여 전자를 자유롭게 만듭니다.
전자가 자유롭게 움직이면서 전지셀 내부의 전기 회로를 따라 흐르게 되는데, 이 과정에서 전기 에너지로 변환됩니다. 전기 회로를 통해 전자는 전지판의 양쪽 단자 사이를 통과하며 전력을 생성하게 됩니다. 이렇게 생성된 전력은 전력 변환 장치를 통해 조절되고 사용 가능한 형태로 변환됩니다.