[자연에너지] 태양광 에너지 발전과 향후 방향

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태양광 발전 시스템의 장점

일반적인 태양광 발전 시스템은 수요자에게 항상 필요한 전지를 공급하기 위하여 모듈을 직·병렬로 연결한 태양전지 어레이와 전력 저장용 축전지, 전력 조정기및 직·교류 변환장치등의 주변장치로 구성됩니다. 무한정, 무공해의 태양 에너지를 이용하므로 연료비가 불필요하고, 대기오염이나 폐기물 발생이 없으며, 발전 부위가 반도체 소자이고 제어부가 전자 부품이이로 기계적인 진동과 소음이 없으며, 태양 전지의 수명이 최소 20년 이상으로 길고 발전 시스템을 반자동화 또는 자동화시키기에 용이하며, 운전 및 유지 관리에 따른 비용을 최소화 할 수 있는 장점을 지니고 있다.

태양전지의 원리

태양전지는 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치로서, 태양광모듈은 여러 개의 태양전지로 구성되어 있다. 태양전지는 재료에 따라 결정질 실리콘, 비정질 실리콘, 화합물 반도체 등으로 분류한다. 이 중에서 현재 가장 많이 사용되고 있는 결정질 실리콘 태양전지의 원리는 다음과 같다. 태양전지는 전기적 성질이 다른 n형 반도체와 p형 반도체를 접합시켜놓은 것으로, pn접합은 접합부분에 전기장이 생겨 전자를 n형 반도체 쪽으로 끌어당기는 성질이 있다. 일반적으로 전자는 원자핵의 인력에 묶여있기 때문에, pn접합이 이루어졌다고 해서 무조건 전자가 이동하는 것은 아니다. 하지만 태양전지가 충분한 빛 에너지를 받으면 고체 내부의 전자가 에너지를 받아 원자핵의 인력에서 벗어나 자유롭게 이동할 수 있는 자유전자가 된다. 이를 광전효과라고 하는데, 이렇게 원자핵의 구속에서 벗어난 자유전자들은 pn접합의 원리에 따라 n형 반도체 쪽으로 이동하게 되고, 이 전자의 흐름이 곧 전류가 되는 것이다.

참고 자료

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