태양광 패널의 발전과 작동

태양광 패널은 빛을 전기에너지로 바꾸는 이상적인 시스템입니다. 하지만 특성을 잘 파악하고 설치 및 운용해야 이익을 극대화할 수 있습니다. 어떤 특성들을 고려해야할지 함께 알아보고 설치 계획을 세워봅시다.

그리드 타이드 시스템에 필요한 패널의 수

당신이 얼마나 많은 패널이 필요한지 알기 위해서, 당신은 6개월에서 1년치의 전기 요금을 모아야 할 것입니다. 만약 당신이 눈이 많이 내리거나 눈이 많이 오는 여름이 있는 지역에 산다면, 당신의 사용량이 급증할 때를 이해하기 위해 더 많은 양의 청구서 샘플을 살펴보세요. 당신의 에너지 사용량을 충당하기 위해 얼마나 많은 패널이 필요할지 추정할 때 피크 기간을 고려하세요. 일부 회사는 모든 청구서에 전기를 얼마나 사용하는지에 대한 12개월 요약을 제공합니다. 전력 공급자에 따라 해당 연도의 견적을 찾기 위해 청구서가 하나만 필요할 수도 있습니다. 연간 사용하는 전기의 양이 몇 킬로와트시(kWh)인지 확인하려고 합니다.

 

태양 패널이 탄생한 계기

알버트 아인슈타인은 1905년에 현대 태양광 기술의 진정한 돌파구를 제공했는데, 그 때 빛의 본질을 설명하고 이것을 광전 효과의 본질을 설명하는 데 사용하여 나중에 노벨상을 수상했습니다. 그 발견으로부터 1954년에 최초의 태양광 모듈이 생산되기까지 시간이 다소 걸렸지만, 60년대에 이르러 엔지니어들은 이 기술을 우주선에 전력을 공급하는 데 사용하기 시작했고, 전 세계의 우주 프로그램에 사용함으로써 이 기술은 국내 에너지의 잠재적인 원천으로 발전했습니다.

 

태양 패널의 재료와 기원

태양 전지판을 만들기 위해서는 원료를 채굴해야 하는데, 이는 주로 실리콘으로 가공되는 쿼츠(Quartz)입니다. 알루미늄, 구리 또는 은 또한 채굴하거나 재활용원에서 얻어야 하는 핵심 재료이지만, 대부분 지난 10년 동안 PV 산업의 확장으로 인해 채굴됩니다. 원료를 채굴한 후, 석영은 전자 등급의 실리콘으로 가공됩니다. 이 과정은 석영을 고온의 용광로에서 가열하여 다양한 화학물질과 반응시키는 것입니다. 압출된 알루미늄 프레임을 형성하고 강화유리를 굴리기 위해서는 다른 제조 공정이 필요합니다. 무엇이든 제조하는 것은 일반적으로 방대한 양의 에너지를 필요로 합니다.

 

태양광과 태양광 패널의 차이점

그러나 여기서 태양열 에너지는 완전히 다른 목적으로 두 시스템에 흡수되기 때문에 유사점은 끝납니다. 태양열 패널은 태양 복사를 열로 변환하는 반면, 태양광 패널은 열 에너지를 전기로 변환하기 위해 설치됩니다. 이것이 이 솔루션들이 서로 경쟁하지 않는 이유입니다. 대신, 그들은 서로 보완할 수 있습니다.

 

태양열 집열기의 작동 원리

여러분은 이미 태양광발전과 태양전지판의 차이점이 무엇인지 알고 있습니다. 이제, 두 시스템의 설계를 살펴볼 시간입니다. 태양열 집열기는 흡수기에 도달하는 태양 복사를 흡수하고, 흡수기는 에너지를 매질, 보통 물과 글리콜 용액에 전달합니다. 매질은 뜨거운 물의 형태로 열을 교환기에 공급합니다. 태양광발전 시스템과 같이, 인기 있는 태양전지판은 시스템이 남쪽을 향할 때 가장 효율적으로 작동합니다. 그러나 태양열 집열기는 PV 패널과 달리 맑은 날에만 작동하기 때문에 상당한 제약이 있으며, 이로 인해 추운 날과 흐린 날에 상당한 열 손실이 발생합니다.

 

마치며

태양 패널은 빛을 전기에너지로 바꾸는 이상적인 재생에너지입니다. 그러나 장점과 단점이 뚜렷하여 올바른 지역적 특성에 맞춰 설치하고 사용해야 효율을 극대화할 수 있습니다. 추가적으로 계절별로 해가 뜨고 지는 경로를 파악하는 것이 중요합니다. 하루에 4시간정도 온전히 태양빛을 받을 수 있다고 가정합니다. 이를 바탕으로 설치시 발생 비용, 유지보수 비용, 태양열로 얻는 전기에너지를 고려해 운용기간을 잘 산정하시기 바랍니다.