태양광(太陽光)은 태양에서 나와 지구에 도달하는 빛을 말한다. 태양광발전은 태양의 빛에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 발전 방식이다. 태양광발전은 태양의 빛 에너지를 태양 전지라는 광전 변환기를 써서 직접 전기에너지로 변환시켜 이용한다. 이는 부분적으로 빛을 이용하는 것이기 때문에 흐린 날에도 이용이 가능하고 태양에너지 이용 효율이 열발전에 비해 높다.
태양광발전소는 건설 비용이 높았기 때문에 20세기 말까지는 전기가 공급되기 어려운 곳에서 이루어졌지만, 그후 기술개발과 대규모 생산으로 가격이 낮아지고 각국의 지원정책에 따라 규모가 큰 발전시설도 건설되기 시작했다. 특히 고갈되지 않고 온실가스도 내뿜지 않는 재생가능 에너지로서 지붕에도 소규모로 설치할 수 있고 외부의 전기를 공급받지 않고 전력 자립을 할 수 있다는 장점 때문에 많은 일반인의 관심도 끌고 있다.
태양광 이용기술
- 태양광발전은 태양의 빛에너지를 변환시켜 전기를 생산하는 발전기술
- 태양광 발전시스템은 태양전지(solar cell)로 구성된 모듈(module)과 축전지 및 전력변환장치로 구성됨
태양전지에 의한 발전원리
태양전지 (太陽電池 : solar cell, solar battery)
- 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, 반도체 pn접합을 사용한 것으로는 태양전지로 이용되고 있는 실리콘광전지가 있음
PN접합에 의한 발전원리
태양전지는 반도체기술의 발달과 반도체 특성에 의해 자연스럽게 개발되었으며 대표적으로 실리콘 태양전지가 있음
태양전지는 전기적 성질이 다른 N(negative)형의 반도체와 P(positive)형의 반도체를 접합시킨 구조를 하고 있으며 이들 반도체의 경계 부분을 PN접합(PN-junction)이라 일컬음
이러한 태양전지에 태양빛이 닿으면 태양빛은 태양전지 속으로 흡수되며, 흡수된 태양빛이 가지고 있는 에너지에 의해 반도체내에서 (+)와 (-)의 전기를 갖는 입자(정공(正孔:hole), 전자(電子:electron))가 발생하여 각각 자유롭게 태양전지 속을 움직이지만, 전자(-)는 N형 반도체 쪽으로, 정공(+)은 P형 반도체 쪽으로 모이게 되어 전위가 발생하게 된다. 이 때문에 앞면과 뒷면을 붙여 만든 전극에 전구, 모터와 같은 부하를 연결하게 되면 전류가 흐르게 되는데 이것이 태양전지의 PN접합에 의한 태양광발전의 원리이다.
참고자료
- 〈태양광〉, 《네이버 지식백과》
- 〈태양광〉, 《한국에너지공단》
같이 보기
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