태양광에너지는 어떻게 전기를 만들어내나요?
요즘 태양을 이용한 신재생에너지가 엄청 좋다고 하던대요
태양광에너지는 어떻게 전기를 만들어 내는건가요?
햇빛을 쬐서 전기를 만들어내는 과정이 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
크게 두가지가 있습니다. 태양열발전과 태양광발전이 있습니다.
태양열발전은 태양으로부터 받은 열을 이용해 물을 끓여 증기를 발생시킨 뒤, 이 증기로 터빈을 돌려 전기에너지를 얻어냅니다.
태양광발전은 태양 빛에너지(자외선 이상의 영역)를 금속에 가해주어 금속에서 전자가 튀어나와 전류가 되는 광전효과를 기반으로 한 발전입니다.
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태양 전지의 원리는 광전효과 입니다.
광전효과란 빛을 쪼이면 전자가 에너지를 가지게 되고 튀는 현상 -> 전류가 흐르는 현상입니다.
즉, 빛 에너지가 전자를 움직이게 됩니다.
참고로 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.안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
아인슈타인은 "빛은 파동이지만 그 속에는 더 이상 분할할 수 없는 최소의 덩어리가 있다"라고 설명했습니다. 즉, 빛은 파동이면서 또한 입자인 것입니다.
아인슈타인은 그 덩어리를 광자라고 정의하였습니다. 빛은 하나 둘 셋 이렇게 셀 수 있는 성질의 물질이라고 설명했습니다.
파장이 짧은 빛의 광자는 에너지가 크기 때문에 전자를 충격하여 광전효과를 일으키고 긴 파장의 광자는 에너지가 작아 아무리 많은 광자가 전자를 충격해도 광전효과를 일으키지 않는 것 입니다. (빛의 밝고 어두움은 광자의 수에 대응한다)
즉 사냥을 한다고 하면 파장이 짧은 빛의 광자는 K-2소총이라고 할 수 있고 파장이 긴 빛은 새총이라고 할 수 있습니다. 아무리 사냥감을 향해서 새총을 많이 발사한다고 죽지 않듯이 파장이 긴 빛은 광전효과를 일으키지 못합니다.
태양광 발전은 바로 이 광전효과를 이용한 기술입니다. 빛 에너지를 받아 튀어나온 전자의 흐름이 바로 전류가 되어 전구에 불을 켜거나 드라이기를 가동시키는 것입니다.
