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새로운 에너지 발생방식
1.태양광 발전
태양광을 이용한 에너지 변환 광합성 : 포도당, 또는 전분의 생성 태양전지 : 반도체에서 전기를 직접 생산 1일 평균 일사량 : 3079 kcal/m2
목포, 진주, 태안반도, 영주 분지 > 3,200 kcal/m2
1) 개요
빛을 전기로 변환하는 원리는 1887년 heinrich hertz에 의하여 발견, albert einstein에 의하여 자세히 설명
빛이 어떤 금속 표면에 비취면 전자가 방출: photoelectric effect(광전효과)
1956년 고 순도 단결정 실리콘이 벨연구소에서 개발되어 4%의 효율을 가지는 태양전지가 제작.
1958년에 발사된 vanguard 1호 위성에 처음 태양전지가 탐재
80년대 단결정 실리콘 태양전지 제조 기술의 발전으로 효율이 20%대.
80 년대 계산기에 사용, 후반에 일반시설에 보급
유황산화물, 질소산화물, 이산화 탄소 등이 없는 청정에너지
태양전지 발전 원리 및 구조 태양전지 발전 원리 태양전지 cell 직렬로 연결 태양전지모듈(xxxx.xx.xxw) 태양전지 array 모듈을 직렬이나 병렬로 연결 n type 연결부 ― 부하 실리콘 반도체 변환효율 : 15% (b) 태양전지구조 ― ― ― ― ― ― 전자>정공 p type ― ― ― 전류 ― 정공>전자 ― ― ― n 형 반도체 p형 반도체
(2) 태양전지 시스템 구성
접속함 파워콘디셔너 분전반 부하 외부전력 계통 연계 or 독립형 직류 교류 보호기능
-특징
장점 :
-높은 신뢰도 : 보수가 필요 없는 긴 시간주기동안 신뢰적으로 작동
적은 유지비용 환경친화적 모듈구조 (소규모-대규모) 적은 시공비용 단점 :
고비용, 출력변동, 넓은 설치 장소, 조건적 영향(위도, 경사각)
태양전지의 구조 최대전력사 각형 (maxmum power rectangle)
(3) 태양전지의 성능 (셀)
전류(i) 단락전류(isc) 최대전류(imax) 전압(v) 개회로전압(voc) 최대전압(vmax)
단락전류(isc) : 셀의 양 단자와 음 단자가 단락 되었을 때, 단자들 사이의 전압이 0이고, 이에 연관된 부하저항이 0일 때 생산되는 전류
개회로 전압(voc) : 개회로 조건, 전류가 0, 이에 연관된 부하저항이 무한대일 때, 양 단자와 음 단자를 교차하는 전압
최대전력점 (maximum power point, pmax) : 전압과 전류의 곱이 최대인 곳 빛은 전기로 변환하는 장치의 최대 효율을 나타냄
전망
산업용 도입은 이루어졌지만 민간 부문은 아직 보편화되지 않음.
비용감소 : 모듈경량화및고 변환 효율화, 규격통일, 교류전력모듈 개발 등
* 변환효율 (η) : 입사한 빛 에너지를 어느 정도의 비율로 전기에너지로 바꿀 수 있는 가를 의미 (이하 생략)
