태양광 발전

태양광 셀에 직접 태양광이 닿아 발생하는 전기를 태양전기라고 합니다.

태양전기

태양광 셀에 태양광이 닿으면 태양전기가 생성됩니다. 이를 때문에 이는 또한 Photo Voltaic Solar 또는 PV Solar로 불리기도 합니다.

태양전기의 원리

전기의 생산은 태양 에너지를 사용하여 이루어집니다. 이는 광전 효과에 의존합니다. 광전 효과에서 반도체 p-n 접합은 태양광에 노출될 때 전기 포텐셜을 생성합니다. 이를 위해 우리는 접합의 n형 반도체 층을 매우 얇게 만듭니다. 이 층은 1 µm보다도 얇습니다. 상단 층은 n층이며, 일반적으로 셀의 발진기라고 부릅니다.

하단 층은 p형 반도체 층이며, 상단 n층보다 훨씬 두껍습니다. 이 층은 100 µm 이상 두꺼울 수 있습니다. 우리는 이 하단 층을 셀의 기반이라고 부릅니다. 이 두 층의 접합부에서는 이동하지 않는 이온들로 인해 고갈 영역이 형성됩니다.

태양광이 셀에 닿으면 쉽게 p-n 접합까지 도달합니다. p-n 접합은 태양광의 광자들을 흡수하고, 그 결과로 접합에서 전자-공 쌍을 생성합니다. 실제로, 광자의 에너지는 반도체 원자들의 밸런스 전자를 흥분시키고, 따라서 전자들은 밸런스 대에서 전도대로 뛰어오르며 각각 공을 남깁니다.

자유 전자들은 고갈 영역에서 양이온의 인력으로 인해 쉽게 상단 n층으로 이동합니다. 마찬가지로, 고갈 영역에 있는 공들은 음이온의 인력으로 인해 쉽게 하단 p층으로 이동합니다. 이 현상은 층 간에 전하 차이를 만들고, 그 결과로 미세한 전위차가 생깁니다.

n형과 p형 반도체 소재의 이러한 조합 단위는 태양광에서 전기 포텐셜 차이를 생성하는 태양 셀이라고 합니다. 실리콘은 일반적으로 이러한 태양 셀을 제작하는 반도체 소재로 사용됩니다.

셀에 연결된 도전성 금속 스트립은 태양 셀이나 광전 셀이 원하는 전기를 생성할 수 없으며, 매우 작은 양의 전기를 생성합니다. 따라서 원하는 수준의 전기를 추출하기 위해 필요한 수의 이러한 셀들이 병렬 및 직렬로 연결되어 태양 모듈이나 광전 모듈을 형성합니다. 실제로, 오직 태양광만이 요인은 아닙니다. 주요 요인은 광선이나 광자 빔입니다. 따라서 태양 셀은 구름 날씨나 달빛에서도 작동할 수 있지만, 전기 생산률은 입사광의 강도에 따라 낮아집니다.

태양전기의 응용

태양 전기 발전 시스템은 중간 수준의 전력을 생산하는 데 유용합니다. 시스템은 자연적인 태양광의 강도가 충분한 한 작동합니다. 태양 모듈이 설치되는 장소는 나무나 건물 등 장애물로부터 자유로워야 하며, 그렇지 않으면 태양 패널에 그늘을 만들어 시스템의 성능에 영향을 줍니다. 일반적으로 태양전기는 전통적인 전기원의 비현실적인 대안이며, 전통적인 전기원이 없는 경우에만 사용해야 한다고 생각되지만, 이것은 실제 사례가 아닙니다. 종종 태양전기가 전통적인 전기원의 다른 대안보다 비용 효율적인 것으로 보입니다.

예를 들어 : 원격 정원, 창고, 차고 등에서 표준 전기 공급 지점이 없는 경우, 지역 전기 공급 회사로부터 전기 공급 지점을 얻기 어렵거나 비용이 많이 드는 경우, 태양광 조명이나 태양광 전원을 설치하는 것이 항상 경제적입니다. 태양전기 시스템은 전기 공급 회사의 예기치 않은 정전으로부터 자유롭고, 안정적이고 중단되지 않습니다. 중간 수준의 전력 요구를 위한 이동식 전력 소스를 구성하는 데 태양 모듈은 좋은 선택입니다. 캠핑이나 야외 작업 사이트에서 유용할 수 있습니다. 자신을 위한 녹색 에너지를 생성하는 가장 효과적인 방법이며, 고객에게 잉여 에너지를 판매하는 데에도 유용하지만, 상업 규모로 전기를 생산하려면 투자와 시스템의 규모가 크게 증가합니다.
그러한 경우에는 프로젝트의 면적이 전통적인 것보다 훨씬 커집니다. 그러나 충분한 공간이 있는 경우, 몇 개의 조명과 저전력 전기 기기(노트북 컴퓨터, 소형 TV, 미니 냉장고 등)를 운영하는 데는 태양전기 시스템이 적합합니다. 그러나 고속 팬, 히터, 세탁기, 에어컨, 전동 도구 등의 고전력 소비 전기 장비를 태양전기로 운영하는 것은 전혀 경제적이지 않습니다. 고에너지 생산 비용이 예상보다 높기 때문입니다. 또한, 큰 태양 패널을 설치할 공간이 부족할 수 있습니다.
저렴한 태양 패널의 이상적인 용도는 캐러밴, 레크리에이션 차량, 또는 이동 중이 아닌 보트에서 배터리를 충전하는 것입니다. 이동 중에는 다이나모를 통해 트릭클 충전이 가능해야 합니다.

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