태양력을 이용해서 전기를 얻는 원리가 궁금해요
태양전지판을 이용해서 전기를 얻고는 하는데 그 원리가 궁금합니다.
뜨거운 태양을 통해서 전기를 얻는다면 단순히 가열만 되어도 전기가 생성되는건가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
태양열 발전은 태양으로부터 받은 열을 이용해 물을 끓여 증기를 발생시킨 뒤, 이 증기로 터빈을 돌려 전기에너지를 얻어냅니다.
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.
태양열을 이용해 증기를 만들고, 이 증기로 터빈을 돌려 터빈 끝에 달린 자석이 코일 주변으로 회전하거나, 또는 터빈 끝에 달린 코일이 자석 주변으로 회전하면서 코일에서 유도 전류가 발생하는데 이를 모아 전기로 사용하는 원리입니다. 회전 방향과 상관없이 코일에 전류를 모을 수 있습니다.
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 일함수라고합니다. 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. 그래서 태양광 발전에는 태양에너지중 높은 에너지를 가진 빛인 자외선이 중요합니다.
안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.
태양으로 부터 받은 열을 흡수하여 발전소 내부에 있는 물을 끓이게 됩니다. 이 때 발생되는 증기로 터빈을 돌려 전기를 생성해주게됩니다.
안녕하세요.
일반적으로 지붕이나 넓은 들판에 태양전지판을 사용하여 발전하는 방식은
열을 이용한 것이 아니라 태양빛이 전지판의 금속 전자를 이동시켜 전기를 발생시킵니다.
말씀하신 방법은 태양열 발전으로
화력, 원자력과 같이 열을 이용해 물을 끓여 전기를 얻는 방식입니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
태양전지판은 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치입니다. 태양광 에너지는 태양으로부터 발생하는 빛과 열의 형태로 존재합니다. 하지만 태양전지판은 주로 빛의 에너지를 활용하여 전기를 생성합니다.
태양전지판의 주요 구성 요소는 반도체 소재로 만들어진 태양전지 세포입니다. 대표적으로 사용되는 반도체 소재는 실리콘입니다. 태양전지 세포는 P-N 접합이라 불리는 두 개의 층으로 구성되어 있습니다. P 층은 양성자를, N 층은 음성자를 가지고 있습니다.
태양광이 태양전지판의 표면에 닿으면, 그 안에 있는 반도체 소재의 원자들이 에너지를 흡수합니다. 이로 인해 전자들이 활성화되고, P-N 접합에서 전자들이 움직이면서 전기를 생성합니다. 이렇게 생성된 전기는 외부 회로를 통해 전기 에너지로 사용할 수 있습니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
태양전지판은 태양으로부터 오는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치입니다. 태양전지판은 실리콘 반도체로 만들어져 있는데 실리콘 반도체는 태양 빛의 에너지를 받아 전자를 방출하는 특성을 가지고 있습니다. 태양전지판에 태양 빛이 닿으면 실리콘 반도체에서 전자가 방출되고 이 전자는 전선으로 전달되어 전기 에너지로 변환됩니다
