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- 태양광 발전은
태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 기술
- 햇빛을 받으면 광전효과에 의해 전기를
발생하는 태양전지를 이용한 발전방식
- 태양광 발전시스템은 태양전지(solar
cell)로 구성된 모듈(module)과
축전지 및 전력변환장치로 구성됨 |
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태양에너지를
전기에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로서
금속과 반도체의 접촉면 또는 반도체의 pn접합
에 빛을 조사(照射)하면 광전효과에 의해
광기전력이 일어나는 것을 이용한 것 |
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금속과
반도체의 접촉을 이용한 것으로는 셀렌광전지,
아황산구리 광전지가 있고, 반도체 pn접합을
사용한 것
으로는 태양전지로 이용되고 있는 실리콘광전지가
있음 |
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주) 광전지(光電池: photocell)
: 빛에너지를 전기에너지로 변환하는
장치
- 주) 광전효과 (光電效果:
photoelectric effect)
: 일반적으로 물질이 빛을 흡수하여
자유로이 움직일 수 있는
- 전자, 즉 광전자(光電子)를
방출하는 현상
- 주) 광기전력(光起電力:
photoelectro-motive
force) : 반도체에 빛을
조사했을 때 발생하는 전압
- 주) 반도체 半導體 (semiconductor)
: 전기전도(電氣傳導)가 전자(電子:electron)와
정공(正孔:hole)에 의해
이루어지는
물질로서 그의 전기저항률 즉
비저항(比抵抗)이 도체와 절연체
비저항값의 중간값을 취하는 것.
- 반도체의 재료로서는 실리콘,
갈륨비소, 황화카드뮴이 또는
이것들을 복합한 것이 있으나
보통 실리콘이 많이
사용됨 |
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태양전지는 실리콘으로 대표되는 반도체이며
반도체기술의 발달과 반도체 특성에 의해
자연스럽게 개발됨 |
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태양전지는 전기적 성질이 다른 N(negative)형의
반도체와 P(positive)형의 반도체를
접합시킨 구조를 하고 있으며
2개의 반도체 경계부분을 PN접합(PN-junction)이라
일컬음 |
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이러한 태양전지에 태양빛이 닿으면 태양빛은
태양전지속으로 흡수되며, 흡수된 태양빛이
가지고 있는 에너 지에의해
반도체내에서 정공(正孔:hole)(+)과
전자(電子:electron)(-)의 전기를
갖는 입자(정공과 전자)가 발생
하여 각각 자유롭게
태양전지속을 움직이게 되지만, 전자(-)는
N형 반도체쪽으로, 정공(+)는 P형 반도체쪽으로
모이게 되어
전위가 발생하게 되며 이 때문에 앞면과
됫면에 붙여 만든 전극에 전구나 모터와
같은 부하를 연결 하게
되면 전류가 흐르게 되는 데 이것이 태양전지의
PN접합에 의한 태양광발전의 원리임 |
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- 1839년 E.Becquerel(프랑스)이
최초로 광전효과(Photovoltai ceffect)를
발견
- 1870년대 H. Hertz의 Se의
광전효과연구이후 효율 1~2%의 Se cell이
개발되어 사진기의 노출계에 사용
- 1940년대∼1950년대초 초고순도
단결정실리콘을 제조할 수있는 Czochralski
process가 개발됨
- 1954년 Bell Lab.에서 효율
4%의 실리콘 태양전지를 개발
- 1958년 미국의 Vanguard 위성에
최초로 태양전지를 탑재한 이후 모든 위성에
태양전지를 사용
- 1970년대 Oil shock이후 태양전지의
연구개발 및 상업화에 수십억 달러가 투자되면서
태양전지의 상업화 급진전
- 현재 태양전지효율 7∼17%, 수명
20년 이상, 모듈가격 $6/W 내외,
발전단가 $0.25∼0.5/kWh |
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| 장
점 |
단
점 |
- 에너지원이 청정·무제한
- 필요한 장소에서 필요량 발전가능
- 유지보수가 용이, 무인화
가능
- 장수명(20년 이상)
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전력생산량이 지역별 일사량에
의존
- 에너지밀도 낮아 큰 설치면적
필요
- 설치장소가 한정적, 시스템
비용이 고가
- 초기투자비와 발전단가 높음
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사업명 : 대체에너지
지역에너지 사업(태양광 발전)
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설치장소 및 내용
광주광역시
조선대 기숙사 태양광시설 53㎾p
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사업명 : 대체에너지
지역에너지 사업(태양광 발전)
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설치장소 및 내용
삼척 세계동굴박람회장
태양광 시설 107kWp |
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태양전지(solar cell, solar
battery) : 재료에 따라 결정질
실리콘, 비정질실리콘, 화합물반도체 등으로
분류 |
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시스템이용 : 독립형, 계통연계형, 복합발전형
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