안녕하세요, 태양 전문기업 (주) 파랑티에스에너지 입니다. 오늘 알려드릴 내용은 태양광 에너지 완벽 요약 입니다. 태양광 발전사업을 진행하고 계신 사업자분들과 시작을 앞둔 신규 발전사업자분들께 도움이 되는 포스팅이니 끝까지 읽어주시면 감사하겠습니다.
지구의 공전과 자전으로 태양이 매일 뜨고 지는 걸 반복하는데요, 이러한 사실로 태양광을 주 에너지로 쓰는 태양광 발전은 무한할 수 있습니다. 태양광 발전으로 100% 생활이 가능하다면 에너지 걱정이 사라질텐데 이번 포스팅으로 한번 알아보겠습니다.
Q1. 태양광 발전에 대해 알려주세요.
태양으로부터 오는 빛을 전기 에너지로 바꾸는 발전 방법을 태양광 발전 이라고 합니다. 태양 빛을 전기 에너지로 바꾸려면 태양전지가 가장 중요한데요, 흔히 저희가 태양광 발전하면 떠오르게 되는 푸른 금속판이 태양전지입니다. 반도체의 한종류인 태양전지판에 태양 빛을 쏘면 전자를 방출하게 되는데요, 그 현상을 광전효과 라고 합니다. 광전효과로 전자가 움직이면 전기가 발생하게 됩니다. 태양전지는 이렇게 발생한 전기를 한방향으로 모아 외부로 흘려보내게 되죠.
태양전지는 충격에 약하고 굉장히 얇다는 단점이 있죠. 이런 단점을 보완하기 위해서 태양 전지를 서로 연결하여 단단히 고정하는데 이렇게 태양전지끼리 넓게 이어 붙이 판을 태양광 패널이라고 합니다. 지붕 혹은 건물 외벽 등에 넓게 설치하는 태양광 패널은 흔히 각각의 태양전지에서 만든 전기는 직류 (DC) 전기입니다. 우리가 일상생활에서 쓰는 교류 (AC) 전기인데 변환하기 위해선 인버터를 거쳐야 합니다.
Q2. 태양광 발전은 장소에 구애 받지 않나요?
맞습니다. 수력 발전소나 풍력 발전소처럼 설치 환경과 관련 없이 햇빛이 있는 어느 장소에서든 태양광 발전소를 설치할 수 있습니다. 도심 외각지역에서는 고속도로 휴게소, 바닷가, 호수, 산악지역, 축사, 나대지, 농지 등 매우 다양하게 설치되고 있습니다. 그렇다면 도시에서는 어디에서 설치되고 있을까요? 지북, 옥상 등 설치되어 가정용이나 상업용으로 활용되어 설치되고 있습니다.
Q3. 1년 내내 태양빛이 강렬한 사막이나 적도라면 태양광 발전의 효율이 가장 높지 않나요?
비, 구름, 미세먼지와 같이 특별히 날씨의 구애를 받지 않고 태양이 강렬한 사막, 적도가 태양광 발전효율이 높을 것이라고 생각하시는 사람들이 있으실텐데요, 우리나라와 비교하여 알려드리겠습니다.
우리나라 1년 평균 일조시간은 약 2400시간 정도, 사하라 사막의 경우 약 4000시간에 달합니다. 또 지형적으로 사막은 넓은 면적이며 태양광 발전을 방해하는 장애물도 없기 때문에 태양광 발전을 하기에 가장 최적합한 장소라고 생각하실 수 있습니다.
그러나 사하라 사막의 태양광 발전 효율은 높지 않습니다. 그렇다면 왜 효율이 안나올까요? 바로 사막의 높은 온도 때문입니다. 태양광 발전의 최적의 발전 효율 온도는 평균 25도 안팎입니다. 반면 사하라 사막은 평균 기온이 40~50도 안팎이기 때문에 적정온도보다 1도씩 높아질 때마다 발전효율은 0.3% ~ 0.5%씩 떨어집니다. 또 사하라 사막은 비가 잘 내리지 않기 때문에 자연적으로 태양광 패널의 온도가 자연적으로 낮출 수도 없기 때문에 일조시간이 길더라도 결론적으로 볼 때 발전 효율이 떨어집니다.
Q4. 태양광 발전으로 100% 생활이 가능할까?
전기에너지 총량이 우리가 생활할 때 필요한 전기에너지의 총량보다 많다면 100% 태양광 발전으로 생활이 가능하지 않을까요? 그럴 수 있습니다. 그렇지만 태양광 발전 효율을 고려하지 않는다면 배보다 배꼽이 더 훨씬 커지는 상황이 되어 버립니다.
태양광 발전은 실제로 아주 다양한 요소들이 발전 효율에 영향을 주고 있습니다. 대표적으로 날씨에 큰 영향을 받는데요, 구름의 이동이 많아 태양광의 방향이 계속 바뀌고, 날이 흐리거나 비오는 날에는 가동이 아예 불가능할 수 있죠.
최근 미세먼지로 문제가 되고 있는데요, 태양광 패널에 닿는 직사광선 양을 미세먼지가 줄어들게 하여 태양광 발전 효율을 떨어뜨리는 원인 중 하나가 되고 있습니다. 실제로 2018.12 ~ 2019.02까지 미세먼지가 많은 날과 그렇지 않은 날의 태양광 발전 효율을 비교해 본 결과 미세먼지가 많은 날에는 무려 37% 가까이 효율성이 떨어졌다고 합니다.
온도, 일조시간과 날씨 등을 고려하여 태양광 발전 효율을 최대치로 끌어올릴 수 있다면 참 좋겠지만 이 모든 조건을 부합하는 입지를 찾고 환경을 만드는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 여러 제약들로 태양광 에너지만으로 100% 생활하는 것은 어려운 일이라고 여겨져 왔습니다.
Q5. 100% 태양광 발전만으로 생활할 수 있는 날이 언제 올까요?
태양광 발전만으로 100% 생활하는 것을 스탠포드 대학교가 성공하긴 했습니다. 그러나 상용되려면 더 많은 개선과 연구가 필요한 상황입니다. 온도, 날씨 등 여러 요인의 영향을 많이 받는 태양광 발전이 발전량을 정확하게 예측할 필요성이 매우 중요합니다.
한국중부발전에서 데이터를 수집하여 8개 알고리즘을 동시 적용하여 분석해주는 통합모니터링시스템을 적용하는 신재생모아센터를 구축, 운영하고 있습니다. 육지 태양광 발전량은 약 97%, 날씨 변동 큰 제주도는 약 94% 정확도를 보여줍니다. 이렇게 태양광 발전과 관련된 다양한 기술들이 끊임없이 연구되고 개선된다면 가까운 미래에서 태양광 발전은 훌룡한 대체에너지가 될 것입니다.
오늘의 태양광 정보는 여기까지입니다. 어서 태양광에 관련된 기술들이 더욱 더 발전되어 100% 태양광으로 생활하는 날이 왔으면 하는 바램입니다. 저희는 그럼 새로운 태양광 정보로 돌아오겠습니다.
이상으로 태양광 전문기업 (주) 파랑티에스에너지 였습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.
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