태양광에너지는 어떻게 전기를 만들어내나요?

Question

요즘 태양을 이용한 신재생에너지가 엄청 좋다고 하던대요

태양광에너지는 어떻게 전기를 만들어 내는건가요?

햇빛을 쬐서 전기를 만들어내는 과정이 궁금합니다.

Answer 1

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.

도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다!

Answer 2

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.

Answer 3

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.