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태양광 발전 - 무한한 태양 에너지로 전기를 만든다, 개정판 ㅣ 뉴턴 하이라이트 Newton Highlight 116
아이뉴턴 편집부 지음 / 아이뉴턴(뉴턴코리아) / 2018년 2월
평점 :
절판
과학고 조카가 사촌동생들을 위해 추천한 과학잡지
과학월간지 뉴턴
벌써 2018년 3월호가 나왔지요~
3월호 월간지와 함께 만나본 뉴턴 하이라이트 잡지 116
태양광 발전
이사 후 가전제품을 늘리고 전기세가 참 많이도 나오더라고요.
그전 집과 몇만원까지 차이가 나다보니
자연적으로 요즘 아파트에서도 동호수별로 태양열판을 설치하는것에 관심을 가지게 되었어요.
평소 관심있었던 부분인데 아이의 과학 잡지를 통해서 더 자세하게 배울 수 있다니~
이번 단행본 주제보고 제가 오히려 더 기대하게 된것 같네요
무한한 태양에너지로 전기를 만든다,
태양광 발전이 무엇인지, 태양광 발전의 구조와 여러가지 태양전지
그리고 태양 발전을 시작하는 방법, 한국 태양광 발전의 자립, 한국의 태양광 발전 기술, 태양광 발전의 과제등을
이번 하이라이트 잡지를 통해서 배울수 있었네요
끊임없이 변하는 태양광 발전의 시대
구와노 유키노리 (일본의 태양광 발전 연구자)의 특별 인터뷰가 담겨있었어요
연간 630L의 석유를 생산하는 유전에 해당하는 표준적 태양광 발전 시스템
3kW의 태양광 발전 시스템을 사용하는 경우
석유 발전 시스템이 연간 배출하는 1.7톤 상당의 이산화탄소를 줄이는 셈이 된다고 하네요
태양광 발전이 주목 받는 이유는 무엇보다 지구 환경 문제 때문이라고 해요
이산화탄소의 방출양을 줄여 온난화 대책에 공헌해야 한다는 것인데요.
앞으로 인류는 환경보다는 에너지 고갈 문제에 더 직면하게 될거라고 해요
또 태양전지의 가격은 앞으로 계속 내려가고, 성능은 과거에 비해 매우 좋아지고 있다고 하니
태양광 발전이 우리 생활에 정말 이롭다는걸 느끼게되었네요
이 인터뷰를 통해서 이산화탄소를 발생하지 않고 석유 연료도 사용하지 않고 발전하는 태양광 발전에 대해
매우 흥미를 가지게 되었어요
그럼 태양광 발전이란 무엇일까요?
아이와 함께 태양광 발전이 무엇인지 정확하고 자세하게 알아보았어요.
아이와 함께 길을가다가 고속도로 표시판이며 건물 지붕이며 요즘은 태양열판을 많이보게되는데요
그 태양열 판이 태양전지라고 불리우는줄 오늘 처음 알게되었어요
지구에 내리쬐는 태양 에너지의 양은 18만 TW(테라와트, 테라는1조)에 이르는데
그 가운데 약 30%가 대기나 구름에 반사되고 나머지 12만 6000 TW가 지표나 바다에 닿는다고 해요.
만일 이 빛 에너지를 모두 전기로 바꿀 수 있다면
단 1시간의 일사량으로 전 인류가 소비하는 1년간의 에너지를 공급할 수 있다고 하니 정말 너무 놀랍더라고요
또한 그 에너지의 양이 무한하다니....
빛에너지를 전기로 바꾸는 태양광 발전
태양전지 라는 패널(판)을 도구로 해서 전기를 만들어 내는 시스템이 바로 태양광 발전이에요.
태양광 발전 시스템을 설치한 다음에는 연료를 추가 공급할 필요가 없다는것이 가장 큰 장점이라고 하네요
그래서 원리적으로 태양광이 공급되지 않는 밤에는 발전할 수 없는것이고요.
태양전지를 설치해서 태양광 발전을 하게되면 어떻게 전기를 저장하는건가 했더니
낮에 태양전지로 발전한 전기 가운데 개인주택에서 쓰고 남은 것을 전력회사에 판매하고
그때 기존의 전선에 역류시키는것이더라고요.
대신 태양 전지는 야간에 발전할 수 없으므로 밤이나 발전량이 충분하지 않을때는 전력회사에서 진기를 구입하는것이고요
저는 따로 저장이 되는것인줄 알았는데 전기를 판매하는구조로 되어있었네요
아이가 저희 집에도 빨리 설치해보고 싶다고 하더라고요.
저 역시도 낮에 해가 많이 들어오기때문에 태양광발전을 하게되면 상당히 많은 전기를 판매할 수 있을거라는 생각이 들었어요
태양광 발전의 기본용어에 대해서 알아보았는데
제가 평소에 태양열 발전과 태양광 발전을 잘못 이해하고 있더라고요
태양열판이라고 잘못알고있었던 것은 태양전지였고
태양열은 햇빛의 열로 물을 데워 사용하는 발전 방법이라고하네요
제가 이해하고 있는것은 태양광 발전이였기에 용어를 잘못알고있었다는걸
뉴턴 하아리아트잡지를 통해서 바로 잡게 되었어요
태양광 발전의 최대 특징은 연료 불필요1!
에너지원이 무한하다는 점이죠
태양광 발전의 경우 발전에 사용되는 태양 에너지가 무한할 뿐 아니라 지붕위에서 발전한 양의 90%가 가정안에서 사용된다고 해요.
일단 설치하면 연료를 공급할 필요가 없고 보수 관리도 거의 필요하지 않다고 하니
아파트 개별이 아니라도 놀고있는 옥상에 설치하면 어떨까? 하는 생각이 들기도 했네요
요즘 아파트내 조경때문에 공동전기료가 상당히 많이 나오는데 충분히 태양전지를 이용한 태양광 발전으로
이득을 볼 수 있을것 같더라고요.
독일의 대표적인 태양광 발전소!!
사진은 독일의 작센 주에 설치된 발트폴렌츠 태양광 발전소의 일부분인데요
라이프치히 시의 동쪽, 브란디스에 위치해 있다고 하네요
축구장 200개 넓이만 한 옛날의 군용 비행장터에 박막 실리콘 태양 전지를 설치했다고 해요
독일에서는 최대급의 태양광 발전 시설이며
세계적으로도 큰 규모로 손꼽힌다고 하네요
축구장 200개 넓이라니 정말 어마어마하네요~
여기에서 모이는 빛에너지는 약1만 5000 가구에 필요한 전기를 공급할수가 있다고 해요
이번에는 태양광 발전의 구조와 메커니즘에 대해 배워볼까요?
태양광 발전 시스템은 어떤 부품으로 구성되어있을지
태양광 발전의 발전 구조를 살펴볼수있었어요.
무한의 연료로 반영구적 전기를 생산해 내는 마법의 판이라고도 불린다는 태양전지
그 태양 전지에는 원자 수준에서 교묘하게 만들어진 장치가 있다고 하네요
그 장치의 정체가 저도 몹시 궁금해지더라고요.
태양광 발전에 필요한 다섯부분
지붕위의 모듈
전기 매매를 제어하는 인버터, 분전반
그리고 매매 전기를 기록하는 구입전기 계량기, 판매 전기 계량기 가 기본적인 요소가된다고 해요
태양광 발전 시스템의 핵심은 태양 전지 패널인데
이 패널 한장씩을 모듈이라고 부른다고 하네요
이 모듈이 시스템의 중심이라는것!!
또 태양전지는 2층 구조로 되어있다고 해요
실리콘 태양 전지의 셀 내부는 실리콘 속에 들어가는 불순물의 종류에 따라 상하 2층 구조로 되어있는데
불순물은 바로 인과 붕소의 원자라고 하네요
이러한 2층 구조 또한 태양전지가 발전하는데 중요한 역할을 담당한다고 해요
워낙 뉴턴 잡지는 그래픽 잡지 답게 그림으로 확실하게 이해할 수 있도록
설명해주니 아이나 저나 더 쉽게 이해할 수 있었던것 같아요
태양전지의 주된 재료로 실리콘이 쓰이는것은 실리콘이 반도체이기 때문이라고 해요
그림을 통해서 2종의 반도체가 생기는것을 확인할 수 있었네요
여러가지 태양전지
태양전지의 특징과 각 태양전지의 상세한 정보에 대해서 처음 알게되었어요
박막, 화합물, 연료감응,유기박막 등
종류가 정말 다양한 태양전지
특히나 유기 박막 태양전지는 붙이는 태양전지 시대를 오게 할 수있는 태양전지라고 하더라고요
포스트 처럼 붙이는 태양전지라니 정말 너무 신기한것 같아요
분명 활용도 면에서도 뛰어날것 같았어요
실내 장식에서도 사용되는 여러 가지 색상의 태양전지도 있더라고요
바로 염료 감응 태양전지
이 태양전지는 다양하게 우리 실생활에서 쓰이고 있었네요
유기 박막 태양 전지는 가격도 싸다고 해요
매우 얇다보니 인쇄기로 찍어 낼 수 있다고 하는데요
제조 비용은 비결정 실리콘의 제조 설비에 비해 20분의 1정도 라고 하니
정말 저렴한 가격으로 만나볼 수 있을것 같네요
태양전지를 인쇄기로 찍어낼 수 있다는 생각은 해보지 못했는데
이렇게 대량으로 생산되는 유기 박막 태양전지는 구부릴 수 있는 유연상이 뛰어나다는 큰 특징이 있다고 하네요
가볍고 거기다 구부러질 수 있어 언젠가 실제로 가지고 다니면서 내가쓸전기를 모을수있을것 같다는 생각도 들었어요
축전을 방해하는 전류의 종류
측전 생활을 위한 집의 구조
태양광 발전의 기본적인 특징인 축전에 대해서도 알아보았어요
어떻게 하면 태양전지로 발전한 전기를 효율적으로 축전하고 생활할수 있는지에 대한 방법도 나와있어서
실제 집에서 태양광 발전을 하고자할때 도움이 될것 같았어요
저도 평소에 관심이 있었던 태양광 발전!!
실질적으로 태양광 발전을 시작하는 방법에 대해서 알아보았어요
태양광 발전을 시작할 저같은 사람에게는 참 많이 도움이 될것 같았어요
우선 태양광 발전을 시작하기 위한 기본5단계를 참고하여
태양광 발전의 도입 계획을 세우고, 설치를 결정하고 설치 후 시스템 가동을 확인하고
태양고아 발전을 시작하면 된다고 해요
우선 설치 방향은 정남향에서 ±45도 이내가 이상적이라고 하네요
그림으로보면 남쪽 지붕에 설치한 경우르 100%라고 했을때 방향에 따른 발전량 차이를 그림을 통해서
한눈으로 확인할 수 있었어요
또한 설치시에는 그림자가 긴 겨울의 상황을 고려해서 배치해야한다고 하네요
이사할때도 보면 겨울에 보러다녀야 앞으로 살게될 집에 해가 잘들어오는지 알 수 있다고하더니
태양전지 설치시에도 참 중요한가봐요
태양전지를 설치할 지역의 기후나 태양의 각도를 파악하고 그 특성을 잘 이해해서 가장 알맞은 제품을 골라야한다고 해요
한국 태양광 발전의 자립
한국 태양광 발전은 어떻게 변했을까요?
한국의 대표적 에너지 자립섬인 전라남도 진도군 조도면에 위치한 가사도는
섬 전체 사용 전력의 80%를 태양광과 풍령등 신 재생 에너지로 쓰고있다고 하네요
일사량이 좋은 날에는 태양광 발전만으로도 전력 공급이 가능하다고 하니... 정말 대단하네요
또 우리나라 태양광 발전으로 에너지 자립한 고속도로에 대해서 읽어보았어요
고속도로를 지나면서 작은 태양전지를 보기도 했는데
휴게서 주차장, 사용하지 않는 고속도로, 고속도로 성토부등 99곳에 태양광 발전 시설을 설치했다고 해요.
그로인해 전력을 생산하기 시작했는데 인구 약 9만 명의 도시에서 1년 동안 사용할 수 있는 전력량이라고 해요
정말 태양광 발전은 여러모로 대단하네요
에너지 마을에서 제로 에너지 하우스까지 태양광 발전에 대해서 알아보았어요
또 태양광 발전의 효율을 높이려면 어떻게 해야하는지도 알게되었죠
이번에는 한국의 태양광 발전 기술에 대해 배웠어요
수상 태양광 발전, 영농형 태양광 발전, 수상 회전식 태양광 발전, 지붕형 태양광 발전에 대해서 알아보았는데요
수상 태양광 발전이라니
항상 지상에 있는것만 보았는데 저수지나 댐처럼 파도가 없고 수면이 대체로 안정적인 곳에
수상 태양광 발전을 설치한다고 하네요
지붕위나 어딘가 지상 위에서만된다고 생각했는데 이렇게 바다위에 태양전지가 놓인 모습을 보니
아이나 저나 너무 신기할 수 밖에 없었네요. 처음 보는 장면이라서요.
뉴턴 하이라이트 잡지를 통해서 아이가 정말 많이 배우는것 같았어요
종사 짓고 전기도 파는 영농형 태양광 발전, 해바라기 처럼 움직이는 수상 회전식 태양광 발전도
실제사진을 통해서 생생하게 느낄수있었어요.
국내 최대의 지붕형 태양광 발전시설은
바로 현대자동차 아산 공장이였어요
평소 태양광 발전 설치에 관심있었던 저는
이부분이 가장 필요했는데 이부분도 자세히 알려줘서 좋았어요
정부지원금으로 태양광 발전 설치를 할 수 있다니~귀가 쫑긋 눈이 갑자기 띄였어요
여기서도 언급해주는 한국에서는 아파트 베란다에 설치하는 베란다형 태양광 미니 발전기는 저또한 갖고 싶더라고요
여름에 해가 너무 잘들어와서 정말 뜨겁고 더운데, 그 햇빛을 전기에너지로 모은다면 에어컨을 맘껏 쓸수있을것 같았거든요
정부에서 어떻게 지원금을 주는지에 대해서 알려주니 실질적으로 많은 도움이 된것 같았어요
평소에 관심이 많았던 태양광 발전,
그전 저 판으로 빛을 모아 전기를 만든다는 생각을 했지
어떤 원리로 어떻게 빛에너지를 전기에너지로 바꾸는지에 대해서는 궁금해하지 않았던것 같아요
아이의 과학잡지, 뉴턴 하이라이트 잡지를 통해서 오히려 제가 많은것을 알게되었네요
태양광 발전에 대해서 알아보니 바로 정부지원금을 받을 수 있는지 내일 당장 전화를 해보고 싶다는 생각을 했어요
저도 아파트에 살고있지만 배란다형 태양광 미니 발전기를 갖고 싶더라고요.
그래서 얼마를 지원받고 얼마를 더 보태야 하는지 알게되면 당장이라도 설치하고 싶어졌어요
과학고 다니는 조카가 추천해줘서 뉴턴이라는 잡지를 알게되어 읽어보게 되었는데
요즘은 아이보다 제가 더 월간지와 하이라이트 잡지 나오길 기다리는것 같아요.
평소에 궁금했던 궁금증을 해소할 수 도 있고, 또다른 호기심이 생기기도 하고..
아이와 저에게 정말 많이 도움이 되는 과학 잡지 같아요.
아직 과학 잡지에 대해서 고민하는 분들이 계시다면 저는 뉴턴을 강력 추천 드리고 싶네요
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