태양광 발전 이야기의 모든것

태양광 발전 - 무한한 태양 에너지로 전기를 만든다, 개정판 ㅣ 뉴턴 하이라이트 Newton Highlight 116
아이뉴턴 편집부 지음 / 아이뉴턴(뉴턴코리아) / 2018년 2월

과학잡지 추천 뉴턴 하이라이트 태양광 발전

무한한 태양 에너지로 전기를 만든다
태양광 발전 개정판을 2018.03 뉴턴 하이라이트로 만나보았어요.

막연하게 태양 에너지는 무한하고 무엇보다 환경 오염이 적어
미래의 가장 각광받는 대체 에너지라는 정도로만 알고 있었던.

너무나 고급지고 전문가적이게 태양광에 대한 심층 이야기를 만나볼 수 있었던
뉴턴 하이라이트

그래서 중고등 과학잡지 추천 1위!! 뉴턴 하이라이트이다 싶습니다.

앞으로 수십 년 이내에 고갈된다고 하는 화석 연료.
고갈까지 아니다 하더라도 수십년 후에는 매우 희소한 자원이 되면서
당연히 가격도 비싸질 이유로
주목되는 대상이 바로 태양광 같은 재생할 수 있는 에너지라는 태양광 발전.

가장 쉽게는 현실적으로 고갈될 우려가 없고
태양 에너지를 이용하는 태양광 발전은 환경오염 문제에서
지구 온난화의 주범인 이산화탄소도 배출하지 않는다는 것 정도로 이해하고 있는데요.

태양광 발전의 시대적 배경, 과학 기술적 원리 및 다양한 태양 전지의 특성
그리고 한국의 태양광 발전과 과제 등을 총정리하고 있답니다.

2010년 초판 <태양광 발전>의 개정판으로 관련 제도, 상황이 많이 바뀐
한국의 태양광 발전 부분이 개정되었다고 하네요.

자원의 고갈, 환경오염과 지구 온난화 등, 결코 만만치 않은 과제를 만난 인류에게
태양광 발전이 일석 삼조의 해결 수단이 될 것인지 점검해본다는 내용으로
이렇게 상세하고 광범위하게 태양광 발전에 관한 이야기를 다룬 도서가 또 어디 있을까 싶게
태양광 발전에 심취해서 읽었네요.

총 7장에 걸쳐 다루는 태양광 발전
1장부터 어느 하나 뺄 내용이 없을 정도로 다 다루고 싶지만
최대한 간략하게 전해볼게요.

프롤로그와 에필로그에서 특별 인터뷰로 꾸며져 있는 것이 이번 호의 특징인데요.

끊임없이 변하는 태양광 발전의 시대라는 머릿글로 구와노 유키노리 일본 태양광 발전 연구자와의
인터뷰 내용을 읽는 것부터 시작됩니다.

현재 태양광 발전에 대한 관심은 '시작의 시작'이라고 말하고 있는데요.
석유를 중심으로 하는 화석 자원의 매장량, 가격 변화를 논하면서
석유를 대체할 차세대 에너지에 대해 진지하게 검토할 시대,
그 중 풍력이나 수력 등도 있지만 이른바 '재생 가능 에너지'와 비교해
태양광 발전의 이점이 어디에 있다고 생각하는지에 대한 의견을 들을 수 있었답니다.

태양광 발전이 무엇인지,
세계가 이 기술에 주목하는 이유에 대해서
태양광 발전의 가장 기본적인 특징부터 살펴보게 됩니다.
또한 반드시 알아 두어야 할 키워드 14가지도 만나보았어요

태양의 빛에너지를 전기로 바꾸는 시대
지구에 내리쬐는 태양 에너지의 약 30%가 대기나 구름에 반사되고 나머지 12만 6000TW가
지표나 바다에 닿는데요. 만일 이 빛에너지를 모두 전기로 바꿀 수 있다면
단 1시간의 일사량으로 전 인류가 소비하는 1년간의 에너지를 공급할 수 있다고 하네요.

태양광 발전의 큰 장점 반면에 태양광이 공급되지 않는 밤이나 많은 전력의 생산을 위한
넓은 설치 장소, 아직까지는 발전 단가가 비싼 것 등
여러가지 안고 있는 과제등의 이야기와
가정에서 쓰고 남은 전기나 모자라는 전기를 전력 회사와 주고 받는 원리가 그림으로 나타내어져 있습니다.

일단 자주 등장하는 용어, 태양광 발전을 이해하는 데 필요한 기본 용어 14개도
꼭 살펴보고 가야 이후의 심도있는 이야기들을 더 흥미롭게 읽을 수 있겠습니다.

태양광 발전의 최대 특징은 그 에너지원이 무한하다는 점인데요.
일단 설치하면 연료를 공급할 필요도 없도, 보수 관리도 거의 필요하지 않다고 하네요.

대신 태양광 발전의 전력만으로 생활하기는 어렵다고 해요.
발전량이 기후에 따라 크게 변하기 때문이고 더구나 밤에는 발전하지 못한다고 하니..
대규모의 면적과 대규모의 태양 전지가 필요한 문제 등
아직 태양광 발전이 무엇이고 갖는 특징이 무엇인지에 대해서만 읽어보는데도 참 흥미롭습니다.

세계의 메가 솔라를 칼럼으로 살펴보게 되는데요.
제일 첫 번째로 독일의 대표적인 태양광 발전소의 모습을 만나보게 됩니다.

태양광 발전의 발전 구조를 살펴보는 2장입니다.
무한의 연료로 반영구적 전기를 생산해 내는 태양 전지
'마법의 판'이라고도 불린다고 하는데요.
그 태양 전지에는 원자 수준에서 교묘하게 만들어진 '장치'가 있다고 하는데
역시 궁금증으로 계속 읽게 됩니다.

태양광 발전 시스템을 구성하는 '다섯 부분'을 나타내는 그림이에요.
인버터, 판매 전기 계량기, 구입 전기 계량기, 분전반, 모듈 까지
그림과 함께 간략한 설명을 곁들어 나와주니 금세 태양광 발전에 대해 꽤 많이 아는 듯한 느낌까지 듭니다.
 

사방 15cm 의 작은 판이 시스템의 중심. 바로 태양 전지의 패널이라는 것
또 현재 세계에서 가장 많이 보급되는 셀 재료는 실리콘 결정으로
결정 실리콘 태양 전지라고 불리우기도 하는데요.
실리콘 속에 들어가는 불순물의 종류에 따라 상하 2층 구조로 되어 있는데
태양 전지가 발전하는데 중요한 역할을 담당한다고 하네요.
그리고 자세하게 태양 전지를 일러스트레이션으로 전하고 있답니다.

어떻게 태양광으로 발전할 수 있는지, pn 접합이 있음으로써
전자가 정해진 방향으로 흐른다는
태양광 발전의 메커니즘에 대해 다루고 있습니다.

그리고 두 번째 세계의 메가 솔라 미국의 태양 추적형 발전소가 나오네요.
태양 전지를 발견한 나라는 미국이지만 일본이나 독일에게 실용화 측면에서는
뒤떨어졌다고 하네요.

종류가 다양한 태양 전지
다양한 태양 전지의 특징을 정리하고 태양 전지의 성능을 높이는 특수한 구조,
태양 전지로 발전한 전력을 효율적으로 축전할 수 있는 지의 여부에 관한 이야기
3장. 여러 가지 태양 전지입니다.

얇고 가벼운 것이 특징인 '박막 실리콘 태양전지' 를 비롯하여
pn접합만 있으면 발전할 수 있는 '화합물계 태양 전지'
색깔이 다채로운 '염료 감응 태양 전지'
대량 생산을 목표로 하는 '유기 박막 태양 전지'까지
사진인 듯 자세한 그림과 함께 살펴보니 이름에서부터 전지의 특징이 읽히는 듯 합니다.

그리고 그 각각에 대해 보다 상세한 설명과 이해를 돕는 그림이 함께 하네요.

축전하는 방법을 다루는 파트에서는 '축전'을 방해하는 '전류의 종류' 이야기부터
축전 생활을 위한 집의 구조 이야기가 전개됩니다.

그리고 세 번째 세계의 메가 솔라 일본의 호쿠토 실증 연구 지역 사진이네요.

우리나라의 가사도 이야기도 곧 만나볼 수 있답니다.

태양광 발전을 시작하기 위한 기본적인 정보,
즉 시작하기 위한 절차, 효율적인 설치 방법등을 정리한 4장인데요.
세부적으로는 차이가 있는 일본의 태양광 발전과 이용 시스템이긴 하지만
원리와 배경에서 큰 차이가 없어서
언젠가 한번 신랑이 말했던 그 태양광 발전을 정말 시작하게 되는 계기가 될것도 같습니다.

태양광 발전을 시작하기 위한 기본 5단계로 전하고 있습니다.
태양광 발전 시스템을 일반 주택에 도입하기까지의 흐름을 차트 형식으로 정리한 것인데요.

설치자의 도입 계획을 세우는 이야기에서부터
설치 업자의 배치도, 견적서, 전력 회사와 협의, 설치 공사
전력회사의 수급 계약
지방자치 단체등에 보조금 신청, 제조업체의 보증서 발행과 더불어 운전개시까지

그 이후는 보다 더 상세하게 과정 이야기를 담고 있네요.

설치 방향은 정남향에서 ±45° 이내가 이상적이고
해당 지역의 기후나 태양의 각도를 파악해 둘 것을 전하고 있습니다.

드디어 한국 태양광 이야기인데요.
신·재생 에너지에 대한 관심이 전 세계적으로 집중되고 있는 가운데
우리나라도 태양광 발전 기술을 개발하는 데 많은 힘을 쏟고 있다고 하는데요.
경제 규모에 비해 에너지 사용량이 높은 에너지 소비 대국 한국.
지역 곳곳에서 이루어지고 있는 태양광 발전의 자립 모델 이야기를 다루고 있습니다.

한국의 지역 곳곳에 '에너지 자립섬'이 뜨고 있다고 하는데요.
성공한 대표적 에너지 자립섬으로 가사도 이야기를 담고 있습니다.

모든 전력 상황을 한눈에 알아볼 수 있는 가사도의 마이크로그리드 운영 시스템 이미지와 함께
울릉도 이외, 인천 덕적도, 전라남도의 조도와 거문도,
충청남도의 삽시도, 제주도의 추자도 등이 에너지 자립섬으로 바뀐다는 내용을 만나보았습니다.

한국의 태양광 발전 기술을 논하는 6장입니다.
국토가 좁은 나라 한국은 태양광 발전 시설을 설치할 땅을 활용하기가 쉽지 않은데요.
그래서 '수상 태양광 발전', '농업 병행 태양광 발전', '지붕형 태양광 발전',
'베란다형 태양광 미니 발전'과 같은 방식으로
땅, 환경 모두 훼손하지 않으면서도 국토 면적이 좁은 한국에 도움이 될 방식들에 대해
읽어보게 됩니다.

여행 중 간간히 눈에 띄였던 태양광 모듈
뭔가 하면서 보았던 것들이 우리 나라에서 활용하고 있는 태양광 발전 시설들이였네요.

칼럼으로 한국의 신·재생 에너지 보급 정책부터
가정용 태양광 발전 설치에 보조하는 정부 지원금 이야기
새로운 태양광 시대, 페로브스카이트 태양 전지 이야기를 다루고 있습니다.

화석 원료의 고갈, 지구 온난화 문제를 생각했을 때
좋은 대안이 될 수 있는 태양광 발전이지만 당연히 문제점도 가지고 있는데요.
여러 가지 문제점에 대해 알아보는 마지막 장 7장입니다.

태양광 발전의 핵심인 태양 전지를 종류별로 정리하고 있는 표랍니다.
각 태양 전지가 갖는 장점과 단점, 변환 효율까지 알아보기 쉽게 정리되어 있는 표이네요.

에필로그로 아이케 베버 독일 프라운호퍼 태양에너지 시스템 연구소 소장의
특별 이야기를 만나봅니다.

미래의 지구를 생각하면 태양광 발전이 그 대안이지만
완벽한 대안은 아니라는 것,
그래서 태양광 발전의 단점, 앞으로 해결해야 할 과제를 마지막에서 다루어보네요.

미래를 내다보는 장대한 태양광 발전 프로젝트
세계의 사막에 거대 태양광 발전소를 세우는 제네시스 계획의 소개를 끝으로
앞으로 내가 살고 우리 아이들이 살아가는 미래 에너지 이야기여서
참 끝까지 흥미진진하게 집중해서 읽을 수 있었네요.


중고등 과학잡지 추천!! 뉴턴 하이라이트 태양광 발전!!
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과학 월간지 뉴턴과 함께 뉴턴 하이라이트
역시 과학잡지로 추천이유 말이 필요없네요.