예시와 용도를 포함한 태양 에너지 정의
태양 에너지의 정의는 태양으로부터 나오는 에너지이며 태양 복사 덕분에 우리가 포착할 수 있는 에너지입니다.태양 에너지의 개념은 종종 태양 복사를 사용하여 얻은 전기 또는 열 에너지를 지칭하는 데 사용됩니다.
이 에너지원은 지구상의 주요 에너지원을 나타냅니다.무궁무진한 에너지원이기 때문에 재생에너지로 간주됩니다.
이 에너지로부터 다음과 같은 많은 다른 에너지원이 파생됩니다.
바람의 힘을 이용하는 풍력에너지.바람은 태양이 많은 양의 공기를 가열할 때 발생합니다.
화석 연료: 유기 입자가 매우 오랜 분해 과정을 거쳐 생성됩니다.유기 분해자는 주로 광합성 식물이었습니다.
물의 위치에너지를 활용하는 수력에너지.태양 복사가 없으면 물 순환이 불가능합니다.
바이오매스의 에너지는 다시 한번 식물의 광합성의 결과입니다.
이러한 신재생에너지는 이산화탄소 등 온실가스를 배출하지 않는 화석연료의 대안이다.
태양 에너지의 예
태양 에너지의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.
태양광 태양광 패널은 전기를 생산합니다.이러한 시설은 주택, 산 피난처 등에서 사용됩니다.
태양광 발전소: 전력망에 공급하기 위해 전기를 생성하는 것이 목표인 PV 패널의 중요한 확장입니다.
태양광 자동차는 PV 셀을 사용하여 태양 복사를 전기로 변환하여 전기 모터를 구동합니다.
태양열 조리기: 태양광을 한 지점에 집중시켜 온도를 높이고 요리를 할 수 있도록 포물선형 시스템으로 만들어졌습니다.
난방 시스템: 태양열 에너지를 사용하면 유체를 가열하여 난방 회로에 사용할 수 있습니다.
수영장 난방은 태양에 노출된 태양열 집열기 세트를 따라 물이 순환하는 간단한 유체 회로입니다.
계산기: 일부 전자 장치에는 전기 회로에 전력을 공급하기 위한 작은 태양 전지판이 있습니다.
태양 환기는 태양열을 사용하여 공간을 환기시키는 태양 에너지의 한 유형입니다.공기 질을 개선하고 에너지 비용을 줄이기 위해 가정과 건물에서 자주 사용됩니다.태양 환기는 단일 방 또는 전체 건물을 환기하는 데 사용할 수 있습니다.
광합성은 식물이 태양 에너지를 화학 에너지로 전환하기 위해 사용하는 자연스러운 방법입니다.
태양에너지의 종류
태양 에너지 기술에는 세 가지 유형이 있습니다.
광전지 태양 에너지: PV 태양 전지판은 태양 복사가 충돌할 때 전자를 방출하고 전류를 생성하는 물질로 구성됩니다.
열 태양 에너지: 이 시스템은 태양 광선의 열용량을 활용합니다.태양 복사열은 열에너지로 변환되어 가정용 온수를 가열하는 데 사용할 수 있는 유체를 가열합니다.태양열 발전소에서는 증기가 생성되고 그에 따라 전기가 생성됩니다.
패시브 태양에너지는 외부 자원을 이용하지 않고 태양열을 활용하는 자원이다.예를 들어, 건축가는 태양 복사열을 받을 위치를 고려하여 주택의 방향을 정하고 창문을 어디에 놓을 것인지 결정할 수 있습니다.이 기술은 생물기후적 건축으로 알려져 있습니다.
태양에너지는 어떻게 생산되나요?
물리적 관점에서 볼 때, 태양 에너지는 일련의 핵반응을 통해 태양에서 생성됩니다.이 에너지가 지구에 도달하면 우리는 다양한 방법으로 이를 활용할 수 있습니다.
광전지를 갖춘 태양전지판.광전지 패널은 빛을 받으면 전자를 직접 이온화하고 방출하는 재료로 만들어집니다.이런 방식으로 태양 복사는 전기 에너지로 변환됩니다.
태양 복사를 열에너지로 변환하도록 설계된 태양열 집열기를 사용합니다.그 목적은 내부를 순환하는 유체를 가열하는 것입니다.이 경우 전기는 없지만 다양한 용도로 사용할 수 있는 고온의 유체가 있습니다.
집광형 태양에너지는 모든 태양광을 초점으로 반사시켜 고온에 도달하는 시스템입니다.이 기술은 에너지 생성을 위한 태양열 발전소에 사용됩니다.
패시브 태양에너지 시스템은 외부 에너지 입력 없이 태양 에너지를 사용합니다.예를 들어, 건축 설계는 겨울에 최대의 태양 복사를 허용하고 여름에는 과도한 열을 방지합니다.
태양광 패널의 종류
태양광 패널이라는 용어는 두 가지 방법(광전지 및 열) 모두에 사용됩니다.어쨌든 디자인은 어떤 유형의 태양광 기술이 사용될 것인지에 따라 크게 다릅니다.
태양열 패널은 태양 광선을 사용하여 액체를 가열하고 열을 유체로 전달한 다음 물을 가열합니다.태양열 온수기는 가정에서 뜨거운 물을 얻기 위해 사용됩니다.
광전지 패널은 태양전지에 배치된 특정 반도체 요소의 특성을 활용합니다.태양전지는 태양 복사를 받으면 전기 에너지를 생산합니다.소위 광기전 효과 덕분에 태양에 노출되면 구성 요소(일반적으로 실리콘)에서 전자가 이동하여 지속적인 전류가 생성됩니다.
집광형 태양전지판은 선형 구조의 일련의 포물면 거울을 사용합니다.이 거울의 목적은 태양 복사를 초점에 집중시켜 증기를 생성할 수 있을 만큼 높은 온도에 도달하는 것입니다.
태양에너지의 이용
태양의 힘 활용: 태양광 발전 가이드
태양 에너지에는 세 가지 요점으로 요약할 수 있는 다양한 용도와 응용 분야가 있습니다.
가정용 온수 DHW
태양열 온수기는 가정용 온수(DHW)를 공급하고 주택 및 소규모 건물 단지에 난방을 공급하는 데 사용됩니다.증기 터빈을 사용하여 저장된 열을 전기로 변환하는 태양광 발전소가 건설되었습니다.
그러나 이러한 프로토타입은 높은 비용과 불규칙한 전력 공급에 비해 발전소의 낮은 성능으로 인해 널리 사용되지 않았습니다.
발전
광전지 패널은 격리된 태양광 시스템에서 전기 네트워크(우주 탐사선, 고고도 전화 중계기 등)에서 멀리 떨어진 장치에 전력을 공급하는 데 사용됩니다.또한 전력망에 연결하는 것이 경제적이지 않을 정도로 에너지 수요가 낮은 응용 분야(광 신호, 주차 미터기 등)에도 사용됩니다.
이러한 장치에는 낮 동안 생산된 잉여 전기를 축적하여 밤과 흐린 기간 동안 장비에 전력을 공급할 수 있는 축전지(보통 태양 전지)가 장착되어 있어야 합니다.
전원 공급 장치는 일일 및 계절 조건에 따라 가변적이지만 대규모 그리드 연결 시스템에도 사용됩니다.따라서 예측하기 어렵고 프로그래밍이 불가능합니다.
이러한 불연속성으로 인해 연간 수요 최고치보다 안전 여유가 넓은 생산을 제외하고는 언제든지 전력 수요를 충족하기가 어렵습니다.하지만 여름철 태양광발전소 생산이 최고조에 달해 에어컨으로 인한 내부 수요 증가를 상쇄하고 있다.
태양광 발전의 장점과 단점은 무엇입니까?
태양 에너지의 사용에는 특정한 장단점이 있습니다.
주요 비판이나 단점은 다음과 같습니다.
킬로와트당 높은 투자 비용을 얻습니다.
매우 높은 효율성을 제공합니다.
얻은 성능은 태양 일정, 날씨 및 달력에 따라 달라집니다.이러한 이유로 우리가 주어진 순간에 어떤 전력을 얻을 수 있는지 알기가 어렵습니다.이러한 단점은 원자력이나 화석 에너지와 같은 다른 에너지원에서는 사라집니다.
태양전지판을 만드는 데 필요한 에너지의 양.태양광 패널을 생산하려면 많은 에너지가 필요하며, 석탄과 같은 재생 불가능한 에너지원을 사용하는 경우가 많습니다.
반면에 태양에너지의 이점도 고려해야 합니다.
이를 옹호하는 사람들은 규모의 경제와 미래 태양광 시스템의 기술 개선으로 인한 비용 절감과 효율성 향상을 지지합니다.
밤에는 이러한 에너지원이 없기 때문에 낮 동안, 즉 태양 에너지가 최대로 생산되는 동안 전기 소비의 최대 피크에 도달한다고 지적합니다.
재생 가능한 에너지원입니다.즉, 무궁무진합니다.
이는 무공해 에너지입니다. 온실가스를 발생시키지 않으므로 기후 변화 문제를 악화시키는 데 기여하지 않습니다.
저자: Oriol Planas – 산업 기술 엔지니어
게시 시간: 2023년 9월 27일