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태양광 이용기술

  • 태양광발전시스템은 태양전지(solar cell)로 구성된 발전 모듈(module)과 직류발전 전기를 상용전기로 사용 가능하도록 변환하는 전력변환장치(PCS) 그리고 필요에 따라서 추가되는 전기저장장치(ESS)로 구성됨

태양전지에 의한 발전원리

태양전지 (太陽電池 : solar cell)
  • 태양에너지를 전기에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로서 금속과 반도체의 접촉면 또는 반도체의 PN접합에 빛을 조사(照射)하면 광전효과에 의해 광기전력이 일어나는 것을 이용한 것
  • 금속과 반도체의 접촉을 이용한 것으로는 셀렌광전지, 아황산구리 광전지가 있고, 반도체의 PN접합을 사용한 것으로는 실리콘 광전지가 있음
PN접합에 의한 발전원리
  • 태양전지는 전기적 성질이 다른 N(negative)형 반도체와 P(positive)형 반도체를 접합시킨 구조로 만들어지며, PN접합부에서 빛 에너지에 의한 전자(電子:electron)(-)와 정공(正孔:hole)(+)의 생성 효과를 이용하는 것임
  • 일반적으로 전기를 흘러주면 빛이 나는 발광다이오드(LED)와는 반대의 동작을 하는 것임
태양광발전
태양광발전
  • 태양전지에 태양빛이 닿으면 태양빛은 태양전지 속으로 흡수되며, 흡수된 태양빛이 가지고 있는 에너지에 의해 반도체내에서 (-)전기와 (+)전기를 갖는 전자와 정공이 발생하고, 전자(-)는 N형 반도체쪽으로, 정공(+)는 P형 반도체쪽으로 모이게 되어 둘 사이에 전위가 발생하게 되며, 이 때문에 앞면과 뒷면에 붙여 만든 전극에 전구나 모터와 같은 부하를 연결하게 되면 전류가 흐르게 되는 데 이것이 태양전지의 PN접합에 의한 태양광발전의 원리임

태양광의 특징 및 시스템 구성도

특징

장점
  • 에너지원이 청정·무제한
  • 필요한 장소에서 필요량 발전가능
  • 유지보수가 용이, 무인화 가능
  • 긴수명(20년 이상)
단점
  • 전력생산량이 지역별 일사량에 의존
  • 에너지밀도가 낮아 큰 설치면적 필요
  • 설치장소가 한정적, 시스템 비용이 고가
  • 초기투자비와 발전단가 높음
태양광발전 시스템 구성도

태양광발전 기술의 분류

  • 태양전지(solar cell) : 재료에 따라 결정질실리콘, 비정질실리콘, 화합물반도체 등으로 분류
  • 시스템이용 : 독립형, 계통연계형, 복합발전형
- 자료출처:에너지관리공단 신.재생에너지센터 -



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