[전남권_그린 뉴스 24호] 액티브 기술 ! 신재생에너지 (태양광) !

신재생 에너지는 신에너지와 재생에너지로 나누어 볼 수 있다.

 

신에너지는 수소에너지, 연료전지, 석탄 액화 및 가스화, 중질잔사유 가스화 에너지 등이 있다.

 

재생에너지는 태양에너지, 풍력, 수력, 해양에너지, 지열에너지, 바이오에너지, 폐기물에너지 등이 있다.

 

주요 재생에너지의 특성은 태양광 에너지, 태양열 에너지, 지열 에너지 등이 존재한다.

 

태양광 에너지는 전기적 성질이 다른 N형 반도체와 P형 반도체를 접합시킨 태양전지에 햇빛을 비추전 전자(-)와 정공(+)이 만들어지고 전자와 정공은 자유롭게 이동하다가 전자(-)는 N형 반도체에, 정공(+)은 P형 반도체에 달라붙어 N형 반도체와 P형 반도체 표면에 전극을 형성하게 되면서 전자를 외부 회로로 흐르게 하면 전류가 만들어진다.

 

 

<태양광 발전원리>

 

 

태양열 에너지는 태양의 열에너지를 이용하여 물을 따뜻하게 데워서 온수를 이용하거나, 터빈을 돌려서 전기를 생산하는 것을 말한다.

 

지열 에너지는 보통 지표면 근처의 지중 온도는 10~20도 정도로 연중 일정하여 열펌프를 통해 여름에는 더운 외부 열을 지중에 버려서 냉방에너지로 이용하고, 겨울에는 차가운 외부 공기에 따뜻한 지중열을 얻어서 난방에너지로 이용하는 것을 말한다.

 

태양광 에너지와 태양열의 차이점은 무엇일까 ?

 

앞에서 말했듯 태양광은 빛에너지를 이용하여 전기를 생산하고 태양열은 열에너지를 이용하여 온수를 생산하는 차이가 있다. 즉, 태양의 빛에너지를 이용하냐 열에너지를 이용하냐의 차이다.

 

태양광패널에 쓰이는 태양전지의 종류로는 단결정 태양전지와 다결정 태양전지로 분류할 수 있다.

 

단결정 태양전지는 하나의 결정만을 정제하여 제작하기 때문에 복잡한 공정과정이 필요하다. 원자가 배열되어 있는 방향이 규칙적이고 걸림돌이 없이 전자이동 흐름이 양호하여 효율이 높습니다. 또한, 내구성과 변환효율이 좋지만 원가가 높아 가격이 다결정에 비해 고가인 점이 있습니다.

 

다결정 태양전지는 여러 실리콘을 한꺼번에 녹여서 만들 수 있기 때문에 공정이 비교적 간단합니다. 원자가 배열되어 있는 방향이 불규칙적이어서 단결정에 비해 효율적입니다. 또한, 단결정에 비해 가격이 저렴하고 폐기물 생산이 줄어드는 장점이 있습니다.

 

 

<단결정 태양전지(좌측) 및 다결정 태양전지(우측)>

 

 

<태양광 패널>

 

 

태양광 발전설비의 게획 프로세스는 3가지의 중요한 점이 있습니다.

 

바로 대지의 기후 및 특성을 파악해야하고, 대지 또는 건축물에 설치 가능한 면적을 분석해야하고, 마지막으로 적용부위의 방향각과 각도 분석을 해야 합니다.

 

 

<모듈의 경사각>

 

태양전지 모듈 또는 태양열 집열판 설치 시, 적정각도를 생각해야합니다.

 

사계절 고정설치시에는 설치장소의 위도를 경사각도로 고려해야하고, 겨울(각도조절형)은 설치장소 위도에 15도를 더해 경사각도로 설정해야합니다. 여름(각도조절형)은 설치장소 위도에 15도를 빼서 설치해야합니다.

 

주요도시 위도로는 서울은 37.5도, 대전은 36.2도, 대구는 35.8도, 광주 및 부산은 35도, 제주도는 33.5도 입니다.

 

태양광 구조물의 경우 설치시에 구조안전성을 검토해야하는데요 ?

 

태양광 집열판은 기존 건축물에 설치할 경우 자체하중은 물론 풍하중 등 고려해야 할 외부 요인이 많으므로 구조안전을 사전 검토해야 합니다.

 

대표적인 하중 검토의 예시로는 고정하중, 풍하중, 적설하중, 지진하중 등이 있습니다.

 

 

전라권_조선대학교 정재민 기자

 

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출처

국토교통부 – 공공건축물 그린리모델링 시공 가이드라인

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