태양광 발전의 원리

소개글

태양광 발전의 원리 에 대한 보고서 자료입니다.

목차

없음.

본문내용

로 제작하며 기계적 강도 만족시키며, 태양광전지 표면에 조사되는 일사량을 충분하게 흡수
- 비정질계는 광에너지의 흡수율이 더 우수하기 때문에 태양광전지로 수 마이크론미터의 두께로 제작 가능
- 비정질계는 장시간 사용시 점차 퇴화가 빨라져서 효율이 감소되는 단점이 있음

▷ 태양전지의 구조 및 원리
- 단결정 실리콘 태양전지의 경우 : 실리콘에 5가의 원소들인 인, 비소, 안티몬 등을 합침시켜 만든 p형 반도체로 이루어진 p-n 결합구조
- p형 반도체와 n형 반도체가 하나의 단결정으로 접합이 되면 불순물의 농도차에 의하여 n반도체의 잉여전자가 p형의 반도체로 확산해가고, 반대로 정공(hole)은 p형에서 n형으로 확산한다
- p형 반도체의 전도대내에 있는 전자의 에너지는 n형보다 좁아지고 n형 반도체의 가전지대에 있는 정공이 갖는 에너지는 p형 반도체보다 높아지게 됨으로써 내부 전위차가 발생
▷ 태양전지의 종류
- 시장의 약 90%를 차지하고 있는 단결정 및 다결정 실리콘계열
- 최근에는 카드뮴 텔러라이드(CdTe)와 카파인디움다이셀레나이드(CulnSe2:CIS) 반도체들도 활용
- 단결정 실리콘이 가장 비싸며 효율이 높음
- 비정질실리콘 계열은 가격은 낮으나 효율이 떨어지는 단점
- 염료감응 방식이 실리콘 태양전지에 비해 효율은 낮지만 가격을 5분의 1 정도로 낮출 수 있고 흐린 날에도 사용할 수 있는 점, 유연하고 반투명하게 만들 수 있어 건축물, 모바일 기기 등에 다양하게 사용할 수 있는 것이 장점(전자신문 6/20)
◇ 매일경제신문 6/17일자
- 염료감응형 태양전지(DSSC) 모듈 순수 국내 기술 개발 성공 기사
- 한국전기연구원 광전기연구그룹 이동윤 박사팀
- 상대전극으로 백금 대신 탄소나노튜브 적용, 생산비용 저렴, 화학적 안정성 높음
- 티모테크놀로지, 일리노이대학과 공동으로 2010년 출시 목표로 사용화 제품 개발 추진
- 티모는 염료감응형 태양전지 분야 선도기업인 호주의 다이솔과 합작회사 설립 계약 체결 상태
- 전세계 태양전지 사장은 2010년 500억달러, 염료감응형 태양전지 시장은 2010년과 2015년 1000억과 1조원 규정 예상
※ 염료감응형 태양전기(Dye-Sensitized Solar Cell)
전해질과 상대전극, 나노다공질 전극 등으로 구성된 태양전지. 염료는 식물의 엽록소와 같이 태양빛을 받아들여 전기를 만들고, 나노다공질 전극은 만들어진 전기의 통로가 된다



▷ 태양광모듈의 종류
- 한 개의 태양전지는 0.6V 전압과 3A 이상의 전류를 생성
- 적정한 전압과 전류를 생성하기 위하여 여러개의 태양전지를 서로 연결하고 외부환경으로부터 보호하기 위하여 충진재, 유리 등과 함께 압축한 것이 모듈
- 일반태양전지 모듈, 건자재일체형 태양전지 모듈(BIPV)로 구분되며, 태양전지에 따른 분류는 위에 참조
- 최근 반투명 태양전지 모듈, 컬러 태양전지 모듈 등이 소개
- 박막태양전지 모듈의 경우 반사방지막이 없기 때문에 다양한 컬러의 모듈을 제작할 수는 없지만 기판의 형태에 따라서 휘어지는 태양전지 모듈의 제작이 가능


□ 태양광전지 제작 과정



□ 태양광모듈 제작 과정


□ 태양광발전시스템의 종류
▷ 계통연계형(Grid Connected System)
- 태양광으로 발전된 직류 전기 에너지를 인버터에 공급하여 사용 전력으로 변환시켜 안정된 전원을 수요자에게 공급하는 시스템
- 계통과 연계가 가능하게 하여 야간이나 태양광 발전 전력이 부족할 경우 계통 전압을 유입하여 사용하게 하고 잉여전력이 발생할 경우 계통 전원으로 역 전송하도록 하는 방식
- 가정 및 일반 건물 전원용, 태양광 발전소용 등으로 사용
▷ 독립형(Stand Alone System)
- 야간이나 태양광이 적을 때 전력을 공급하기 위한 축전 설비를 갖추고 있어, 태양광 발전이 가능한 기간 동안 축전지에 전력용 전력을 저장하였다가 사용하는 방식
- 태양광이 적은 날이 장기화되거나 시스템 고장 등의 문제시 보조용으로 디젤 발전기 및 풍력 발전기를 갖춘 복합 발전(Hybrid) 시스템으로 활용 가능
- 산간 지역 및 도서 지역 발전소용, 해양기지 전원용, 등대 전원용, 원거리 통신 기지 전원용 등
□ 발전방식

▷경사고정식
- 가장 보편적으로 활용되고 있는 방식, 가장 견고한 방식
- 태양전지판을 연중 평균적으로 가장 잘 채광할 수 있도록 방위각과 양각을 산정한 후 전체 어레이를 고정
- 방위각은 설치장소의 위도와 같은 각도를 유지하도록 설정하는 것이 보통
- 그러면 국내의 경우 춘분과 추분에 전력발생이 최대가 됨
- 낮은 설치투자비, 좁은 설치면적과 적은 유지비용이 장점, 6평/kW

▷ 경사변동형
- 계절에 따른 태양 고도의 변화에 따라 어레이의 경사를 달리하여 계절마다 전력발생이 최대가 되게 함
- 계절에 따른 태양 고도 변화에 맞춰 경사각을 적절하게 조절
- 대략 연평균 4-5% 정도의 발전량 증대 예상

▷ 단축추적형
- 태양광의 하루 이동 경로를 동서로 쫓아가는 시스템으로 입지에 따라 경사고정형 보다 약 10-15%정도 발전량 증대
- 수평형 단축추적형 : 회전축의 방향에 따라서 남북을 축으로 하고 동서로 회전, 부지면적 8-9평/kW
- Azimuthal Tracking : 양각을 고정시킨 채 방위각을 변동, 부지면적 13평/kW

▷ 양축추적형
- 태양빛이 있는 동안에는 계절과 시간에 상관없이 방위각과 양각을 지속적으로 변화시켜, 태양빛을 최대로 입사
- 경사고정형에 비해 25-35%, 국외의 경우 최대 48%까지 발전량 증대
- 투자비가 많이 들고, 설치면적이 경사 고정형에 비해 4배

▷ 건물 일체형 태양광발전 시스템(BIPV : Building Integrated PhotoVoltaic)
- 건물 외피에 건자재용으로 태양광발전시스템을 설치하여 건물자재와 더불어 태양광발전을 할 수 있는 시스템
- 경제성의 이유로 아직 활성화되지 않은 상태, 정부 주도의 프로젝트들을 시초로 시장성이 확대될 전망
◇태양광발전시스템◇

▷독립형



▷계통형

키워드

태양광 발전의 원리 (태양광발전원리,   태양전지,   전기에너지,   태양전지구조,   태양전지종류,   태양광 발전의 원리 소개,   태양광 발전의 원리 조사,   태양광 발전의 원리 개요,   태양광 발전의 원리 고찰),   태양광 발전의 원리