태양열에너지

소개글

태양열에너지에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 대체에너지 개발의 필요성 (태양광에너지 개발의 필요성)

2. 태양광에너지의 정의

3. 태양광에너지의 원리

4. 태양광 시스템

5. 태양광을 이용한 제품의 종류

6. 태양광 에너지 발전의 국내 / 외 개발 및 이용현황

7. 태양광 에너지 발전의 전망(기대효과와 미래)

8. 태양광 에너지 발전의 앞으로의 과제

본문내용

실리콘 태양전지가 만들어진 이래 인공위성의 통신용 전원과 무선중계소, 등대 등에 응용됐다. 1970년대 오일 쇼크 이후에는 미국을 중심으로 태양전지의 연구개발 및 상업화에 수십억 달러가 투자되면서 태양전지는 점점 더 면적이 커지고 생산단가도 계속 낮아지는 추세이기 때문에 현재는 미국, 일본, 유럽을 중심으로 그 보급이 가속화되고 있다.해외 주요 선진국에서는 태양광발전시스템의 시장도입이 적극적으로 이루어질 수 있도록 초기시장 창출과 수요확대에 많은 노력을 기울이고 있다.
한편 전력용으로 각종 규모의 실험 플랜트가 전세계에서 각국의 건설 프로젝트로 진행되고 있다. 태양광 발전시스템의 최우선 목표는 전력망과 연계한 태양광 발전소의 건설이다. 현재 가동중인 세계 최대의 태양광 발전소는 아르코솔라사가 미국의 캘리포니아주에 건설한 7.2㎿ 규모의 발전소이다. 대기오염 등 환경문제를 고려해 무공해 운송수단으로 태양열 자동차, 비행기 등의 개발도 시작되고 있다.
일본의 주택용 태양광 발전시스템은 △지붕 위에 설치하는 태양전지 모듈(태양광에너지를 전기로 바꾸는 패널) △접속상자(태양전지 모듈로 얻은 전기를 모으는 장치) △인버터(자가발전한 직류의 전기를 가정용 교류로 변환하는 장치)로 구성돼 분전반에서 각 전기제품으로 전기가 흐르게 되어 있다. 이외에 태양광 발전과 전력회사 전기의 교류측 개폐기, 파는 전기와 사는 전기의 양을 나타내는 전력량계가 세트로 되어 있다. 현재 일본은 정부 주도로 개인주택용 태양광 발전시스템의 설치비용을 30% 무상지원해 주고 있으며 「선샤인 프로젝트」라는 국가차원의 대규모 태양에너지 개발계획을 진행중이다.
7. 태양광 에너지 발전의 전망(기대효과와 미래)
최근에는 태양광을 에너지로 전환하여 사용하는 방법이 크게 발전하고 있다. 즉, 태양전지를 만들어 태양광을 에너지로 활용하는 것이다. 이 방법은 이미 우주선 등의 동력원으로 쓰이고 있다. 또 무인등대나 가로등에도 쓰이기 시작하고 있으며 기술개발 발전에 따라 효용성이 크게 늘어날 것으로 전망된다.
고효율 태양전지 상용화 기술개발 4단계 기간인 2002∼2006년은 지금까지 수행 완료된 요소기술을 최대한 활용하여 패키지 형태로 기술개발을 추진하는 것으로 태양전지의 저가, 대량 양산기술과 함께 주택용 3kW급 태양광발전 시스템의 상용화 기술개발을 적극 추진하고 있다. 이러한 주택용 3kW급 태양광발전 시스템 개발을 기반으로 정부와 에너지관리공단에서는 2006년까지 태양광 주택을 1만호까지 늘린다는 계획이다.
「태양전지의 모듈가격이 어느 정도까지 내려가면 실용화할 수 있는가」란 문제는 사용장소에서의 평균 일조시간, 기존 발전기술의 발전원가, 태양전지의 에너지 회수시간 등과 맞물려 각종의 케이스 스터디가 진행되고 있다. 한 구체적인 시산 결과에 의하면 대규모 집중발전에서 BOS(Balance Of System)의 점유율을 50%로 가정해도 모듈원가가 W당 2800원이 되어 향후 10년 정도 상용전력으로도 채산성이 맞을 것으로 예상되고 있다. 미국은 정부의 주도로 「100만호 주택태양광 시스템」과 같은 대규모 태양광 발전시스템을 계속적으로 증설하고 있으며 전기자동차의 생산을 의무적으로 늘려나가는 법안을 통과시켜 이미 시행하고 있다. 산업체 또한 새로운 공장과 생산량을 꾸준히 늘려가고 있다. 일본에서는 주택용 태양광 발전시스템이 보급단계를 맞고 있다. 일본 통산성은 이 시스템의 시장규모를 2000년에는 약 1조2000억원으로 예상하고 있다.
에너지 산업표준에서 볼 때 아직은 미미한 수준이지만 태양에너지 시장은 세계 원유 생산속도보다 10배 빠른 성장을 보였다. 2020년까지 연간 25%씩 성장한다고 보았을 때 2020년에 태양에너지 용량은 10만6000㎿에 달하게 될 것이다. 이는 핵발전소 30∼40개가 낼 수 있는 전력량이다. 　 미국 새크라멘토에 있는 한 공익사업체에서는 남서방향의 지붕, 공원구역, 전력송출선 회랑지대를 태양전지판으로 덮어주기만 해도 지역 최고 전력수요량의 6분의 1에 해당하는 400㎿ 전기를 발전할 수 있을 것으로 추정하고 있다. 에너지회사인 셸사의 한 연구에서는 태양에너지를 비롯한 재생에너지원이 현재 세계 에너지사용의 1% 미만에서 2020년에는 5∼10%로, 21세기 중반에는 50%까지 성장할 수 있을 것으로 전망하고 있다. 　 우리나라가 OECD에 가입하고 97년 일본 교토에서 열린 기후협약회의에서 「이산화탄소 배출권 거래제」가 합의된 이후 환경문제가 집중 거론되면서 「이산화탄소를 내뿜으려면 돈을 내라」는 뜻의 「탄소세」라는 단어가 이제 우리에게 낯설지가 않다. 이제 태양광 발전이 더 이상 남의 나라 이야기만은 아니다. 환경오염이 날로 극심해져 가고 있는 현실에서 대체에너지 개발은 바로 우리나라의 생존을 위해서 절대적으로 필요한 것이다. 앞으로 대체에너지의 총아인 태양광 발전의 개발이 정부나 산업체에서 더욱 활기를 띠고 이뤄져야 할 것이다.
8. 태양광 에너지 발전의 앞으로의 과제
태양 전지는 가격이 비싸 많은 태양광 발전 시스템의 건설에는 초기 투자가 요구되므로 상용 전력에 비하여 발전 단가가 높고, 일사량에 따른 발전량 편차가 심하므로 안정된 전력 공급을 위한 추가적인 건설비 보완이 필요한 단점이 있다. 이러한 태양광 발전 시스템의 기상 조건에 따른 제약과 이용 기술상의 문제점은 기술 개발과 실증 실험을 통하여 개선될 수 있으나 초기의 많은 설비 투자와 높은 발전 가격은 태양광 발전의 보급에 있어서 선결되어야 할 당면 과제이다. 트랜지스터나 IC와 같은 반도체 제품인 태양전지는 양산화에 의한 규모 효과(Scale Merit)가 크다. 다시 말해 응용분야가 넓으면서 수요가 증가하면 상당한 정도의 저코스트화가 달성될 수 있는 요인을 갖고 있다. 이러한 규모 효과의 이용에 의한 저코스트화의 관점에서 넓은 용도를 갖는 응용시스템의 개발도 이 분야의 산업육성에 필요한 과제의 하나라고 말할 수 있다. 사실 지난 10년간 솔라 계산기로 대표되는 민생용 전자기기, 고속도로나 철도의 신호기, 양수펌프, 골프카트, 솔라 자동제초기, 솔라 자동차, 솔라 보트 등 새로운 응용분야가 활발히 개척되고 있다.

키워드

태양열 ,   에너지 ,   전기