태양전지 모듈사진

[CA_DREAM]

태양전지는 항상 이런형태밖에 없나봅니다...이 카페 운영자님께서 새로운 디자인과 사용이 간편한것 한번 만들어 주세요............

단결정-시 (셀효율16,2%) MPS 125-90 LPS 125-135 LPS 125-180
출력 90W 135W 180W
최대 출력 17.8V 26.6V 35.6V
최대 전압 5.05A 5.05A 5.05A
개방 전압 22.3V 33.5V 44.6V
단락 전류 5.68A 5.68A 5.68A
크기 815x802x50mm 1195x802x50mm 1580x802x50mm

. SOLAR TYPE : 단결정 실리콘 태양 전지
. FRONT COVER : 저철분 강화유리 (3.2T)
. CONNECTION : 36 Series
. SPECIFICATION : . P MAX : 25.5W
. VOC : 20.8V
. ISC : 1.55A
. VOP : 17.0V
. IOP : 1.50A
. DIMENSION : 526 X 451 X 40 mm (AL frame 구조)

Solar Cells : Single Silicon Solar cells (단결정 태양전지)
.Front Cover : Low iron tempered Glass (3.2T)
.Connection : 36 series
.Power : P max : 6W
. VOC : 20.8V
. ISC : 400mA
. VOP : 17.0V
. IOP : 360mA
.Dimension : 276 X 242 X 40 mm

◇ 태양광발전의 장/단점

태양광 발전의 장점	태양광 발전의 단점
▶햇빛이 있는 곳이면 어느 곳에서나 간단히 설치할 수 있습니다. ▶한번 설치해 놓으면 유지 비용이 거의 들지 않습니다. 그리고 태양전지 숫자 만큼 전기를 생산하므로 태양전지를 많이 설치 할수록 많은 량의 전기를 얻을 수 있습니다. ▶별도의 기계 가동 부분이 없으므로 소음과 진동등이 없어 환경 오염을 일으키지 않습니다. ▶수명은 20년 이상으로 비교적 오랫동안 이용할 수 있습니다.	▶에너지 밀도가 낮아, 많은 수의 태양 전지를 사용해야 합니다. 그래서 많은 공간이 필요합니다. ▶태양전지의 재료는 아직까지 값이 비싼 반도체 재료인 실리콘을 사용하고 있습니다. 때문에 태양광 발전 시스템을 처음에 설치하는 데는 많은 비용이 듭니다.

	◇ 태양전지의 원리
	태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치입니다. <그림1>태양광 전지를 통해 빛 에너지가 전기 에너지로 바뀌는 과정
	>> 빛에너지는 어떻게 전자의 흐름으로 바뀌게 될까요?
	이 원리에 대한 설명으로 들어가기 전에 먼저 기억해야 할 것은 전기의 흐름, 즉 전류는 결국 전자의 흐름이라는 사실입니다. 따라서 전기에너지를 생산하는 것은 전자의 흐름을 유도시킨다는 의미가 되지요. 태양전지에 빛을 쪼였을 때 전기가 발생하는 반응은 두가지의 현상이 연속적으로 일어나는 것으로 설명 될 수 있습니다. ▶첫째는 전자 (자유전자) 가 발생되는 현상입니다. ▶둘째는 이렇게 생겨난 자유전자를 외부 회로로 내보내어 전기를 유도하는 과정입니다. 고체 내부에는 전자가 많이 존재합니다. 전자는 원자핵에 결합되어 있는 것("묶인전자")과 고체 내부를 자유롭게 돌아다닐 수 있는 것("자유전자")으로 구분됩니다. 이 중에서 자유전자가 전기의 흐름을 담당하게 됩니다. 반도체는 대체로 전기를 잘 통하지 않는 물질입니다. 즉 자유전자를 많이 갖고 있지 않다는 뜻이지요. 반도체에 빛을 비추면 "묶인전자"가 빛 에너지를 받아서 자유전자 상태로 됩니다. 빛 에너지는 원자핵에 "묶여" 있던 전자가 결합을 끊고 자유롭게 되도록 (=자유전자가 되도록) 힘을 보태주는 셈이 되지요. 그런데 이것 만으로는 전기를 얻을 수 없습니다.
	>> 자유전자들은 반도체를 빠져나와 어떻게 외부회로에 도달하게 될까요?
	자유전자가 외부회로에 도달하게 하기 위해서 필요한 것이 반도체 p-n접합입니다. 이것은 말 그대로 "p-형 반도체" 와 "n-형 반도체"를 붙여서 만듭니다. 이렇게 되면 접합 부분에 전기장이 생깁니다. 이것은 다른 말로 하면 접합 부분에 +극과 -극을 띤부분이 생긴다는 뜻이 됩니다. 이러한 극성 때문에 자유전자는 n-형 쪽으로 (그림의 왼쪽으로) 끌리게 됩니다. 일단 자유전자가 n-형 쪽으로 끌려 넘어가면 다시 p-형 쪽으로 넘어올 수 없습니다.(자유전자를 끌고 온 극성의 영향으로).
	♧ 지금까지의 설명을 정리하면 이렇습니다.
	빛을 반도체에 쪼이면 자유전자가 생겨나고 이 자유전자들은 n-형 쪽으로 끌려 넘어가게 됩니다. 이러면 n-형 쪽에 자유전자가 계속 쌓이게 되겠지요. 이 때 만약 반도체에 전기선이 연결되어 있다면 전자는 전기선을 통해 외부로 빠져나가려고 할 것입니다. 따라서 전기선을 따라 잔자가 흐르게 되고, 우리는 전기를 얻게 되는 것입니다.
	<그림 2>자유 전자들이 반도체를 빠져나와 외부회로에 도달하는 과정
	>> 태양전지로 전기를 생산한다면 전력비가 얼마나 될까요?
	모든 에너지 변환 장치에 효율을 따지듯이 태양전지도 전기에너지를 얼마나 많이 생산하느냐를 나타내는 수치로서 효율을 표시합니다. 오른쪽에 표시된 수식을사용합니다.
	효율 (%) = (생산된 전력양) / (태양 빛 에너지) x 100
	당연히 효율이 높은 태양전지를 만드는 것이 좋겠지요. 그러나 과연 태양전지로 전기를 생산한다면 전력비가 얼마나 될까를 따지려면 아무래도 경제적인 측면, 그러니까 태양전지를 제작하는데 얼마가 들어가느냐 하는 점도 생각해야합니다. 아무리 효율이 높은 태양전지라도 제작비가 너무 높으면 실용성이 없는 것이고 반대로 효율이 비교적 낮더라도 제작비가 저렴하면 경제성이 있는 겁니다. 아직은 어느 한가지가 경제성 면에서 확실히 우월하다는 점이 입증되지 않았기 때문에 현재 여러 가지 물질과 형태의 태양전지가 연구되고 있습니다.
	◇ 태양광발전 시스템 구성
	<그림 3>태양광 발전 시스템의 구성도 태양전지에서 생산되는 전기는 직류(DC)전기입니다. 이러한 직류전기가 그대로 사용되는 경우도 있겠으나 우리가 보통 쓰는 전기는 교류(AC)이기 때문에 DC를 AC로 바꾸는 인버터가 필요합니다. 그리고 태양전지는 주로 낮에 전기를 만들어 내지만 사람들이 전기를 쓰는 시간이 이와 다를 수 있으므로 전기를 저장했다가 필요할 때 꺼내 쓸 수 있도록 축전지(Battery)가 필요합니다. 또 장마철이나 태풍등의 영향으로 비교적 장기간 태양전지가 작동할 수 없는 경우를 대비하여 보조발전기(주로 화력발전기)도 있어야 합니다. 대표적인 전력계통도를 표시하면 아래의 그림과 같습니다. 그림에 표시된 전력조절장치는 태양전지가 주어진 조건에서 최대의 전력을 낼 수 있도록 하는 장치입니다.

	태양광 발전에는태양광 발전만으로 전기를 만들어 자급 자족하는 형태와 태양광 발전으로 만든 전기와 함께 다른 전기를 같이 사용하는 형태가 있습니다.
	◇ 독립형 시스템
	등대나 섬과 같이 전력 계통이 정비되지 않은 지역에서 이용되며 현재 가장 많이 쓰이고 있습니다. 태양광으로는 하루 평균 3시간 정도밖에는 발전할 수 없으므로 발전된 전기를 저장하는 기능이 필수적입니다. 큰 용량의 축전지를 사용하여야 겠지요.
	◇ 계통 연계 시스템
	태양광으로 발전된 전기와 함께 전력회사에서 공급하는 전기를 같이 사용하는 방식입니다. 태양광으로 발전되지 않는 시간에는 전력 계통으로부터 전력을 공급받을 수 있습니다. 태양광으로 발전하여 전기를 사용하고도 남는 경우에는 전력 계통에 거꾸로 흘려보낼 수 있습니다.

◇ 태양광 가로등
	길이 난 곳에는 가로등이 있어야 밤에 차가 안전하게 달릴 수 있습니다. 그러나 깊은 산 속이라든지 인적이 드문 곳에서는 전기선을 끌어오는데 너무나 많은 비용이 듭니다. 이런 불편함을 덜 수 있는 방법이 바로 태양광을 이용하는 것입니다. 즉, 가로등의 윗 부분에 태양전지를 달아서 낮 동안에 전기를 만들어 축전지에 모아두었다가 밤에 꺼내쓰는 것입니다. 해가 비치는 곳이면 어디든지 전기를 만들어 가로등을 켤 수 있는 것이지요. 태양광 가로등(낮)
	고속 도로의 주변에 있는 가로등을 보면 이러한 태양전지를 단 가로등이 많이 있는 것을 볼 수 있습니다. 그러나 햇빛이 적은 경우를 대비하여 한국전력의 전기선이 같이 연결되어 있는 계통연계선 연계 방식도 쓰입니다.     태양광 가로등(밤)
	◇ 태양광 분수대
	태양 전지 로부터 얻은 전기를 가지고 할 수 있는 일은 많습니다. 그 중 하나의 예로 마당 한가운데에 분수대를 설치하는 것입니다. 분수대를 돌리기 위해 전기선을 마당까지 끌지 않아도 태양 전지를 이용하게 되면 전기를 만들어 낼 수 있습니다. 그런데 날이 흐리거나 해가 나지 않는 날에는 어떤 일이 일어날까요? 분수가 작동될까요? 여러분들이 직접 실험해 보세요. 태양광 분수대 (제주도 월령 신재생에너지 시범단지)
	제2회 광주 비엔날레 중외 공원에 설치된 태양광 분수대 입니다. 낮에 태양빛을 받아 전기를 축전해 놓았다가 밤에 다양한 조명과 함께 분수대를 작동시킵니다. 여러색의 조명과 분수대의 물줄기가 어우러져 오색찬란한 빛을 분출하고 있습니다. 출처-> 광남일보 최권일 기자 <1997.9/광주 중외공원>     <태양광 분수대>   (광주 비엔날레 중외 공원)
	◇ 호도
	호도의 태양광 발전소의 전경 (현재는 활발히 사용하고 있지 않지만 호도에서 태양광 발전을 한 예가 있습니다.) 서해안 앞바다 호랑이 형상을 한 인구 500명의 섬, 호도는 육지로부터 너무 멀리 떨어져 있고 섬 주민이 많지 않아서 한국전력에서 전기선을 끌어다 사용할 수 없었습니다. 그래서 디젤 발전으로 전기를 만들어 썼습니다. 그런데 디젤 발전은 경유를 연료로 사용하기 때문에 정기적으로 디젤 기름을 육지로부터 실어와 사용해야 했습니다. 호도는 작은 섬이라 날씨가 나쁘면 배를 대기 어려운 때가 많습니다. 그것 뿐만 아니라 디젤 발전을 위해 한 두명의 기술자가 늘 섬에 상주해야 했습니다. 디젤 엔진이 돌아 가면서 깨끗한 공기를 오염시키고, 디젤 연료통과 같은 쓰레기도 아름다운 풍경과 어울리지 않았습니다. 디젤 발전의 요란한 소음도 귀에 거슬리는 일이었습니다. 그러나 섬 주민들은 냉장고도 돌려야 하고 TV도 보아야 하니 전기가 없으면 안되었습니다. 그런데 어느 날 이러한 불편을 감쪽같이 없앨 수 있는 방법이 생기지 않았겠습니까? 태양광으로 전기 발전을 할 수 있는 시설이 들어오기로 한 날 섬 주민들은 잔치를 벌였습니다. 태양전지판이 쭉 세워지고 여기에서 나오는 전기로 섬 주민 전체가 전기를 공급 받을 수 있게 되어 조용하고 아름다운 섬의 풍경을 계속 유지할 수 있게 되었습니다. 그러나 호도의 태양광 발전소는 현재(1998년 12월) 여러가지 이유로 극히 미미한 전력만을 생산하고 있습니다.
	◇ 기타
	한국 제주도 한라산 국립공원 (Korea stand-alone system for an administration substation of Mt. Halla National Park) 주차장의 지붕을 태양전지로 만들어 미관상 아름다울 뿐 만이 아니라 계통선이 들어 오지 않는 이 산속에서 전기를 만들어 쓸 수 있게 한 시설입 니다. 가까이에서 보는 태양전지는 깊은 푸른 색을 띠고 영롱한 여러가지 빛을 내어 매우 아름답습니다.

◇ 태양광주택/빌딩

스위스 브리그 (Switzerland Brig)	스위스 브루나던 (Switzerland Brunnadern)
스위스 제마트 (Switzerland Zermatt)	스위스 리에스탈 (Switzerland Liestal)
덴마크	오스트리아 (Austria)
미국 아틀란타 조지아 (Atlanta Georgia USA)	스페인 (The Toledo solar house Spain)
프랑스(Marie Galante Island)
우리가 집에서 생활하는 데에는 많은 전기가 필요 합니다. 이때 필요한 전기를 무공해 에너지인 태양에서 얻어 쓴다면 집안 살림에 많은 도움이 될것입니다. 그러나 아직까지는 가정 생활에 필요한 전기를 태양전지만으로 발전해 쓰기에는 태양광 발달 기술이 충분치 않습니다. 그래서 현재는 태양 전지로 발전한 전기와 발전소로부터 공급받은 전기를 같이 사용하는 계통 연계 형식을 취하고 있습니다. 반도체 기술이 더욱 발전을 하면 언젠가는 생활에 필요한 전기를 100% 모두 무공해인 태양광으로 발전해 쓸 수 있게 될 것 입니다.
스위스 디에타콘 (Switzerland Dietekon)	스위스 히츠키츠 (Switzerland Hitzkirch)
스위스 스톡본 교회의 전경 (Switzerland Steckborn)	스위스 스톡본 교회 (Switzerland steckborn)
스위스(Switzerland Wintherthur)

◇ 태양광 자동차

현재 자동차들은 휘발유를 태워 여기서 나오는 힘으로 움직이는데 이것이 공기 오염의 주범이라는 것은 널리 알려진 사실입니다. 그래서 공기 오염을 줄이고자 생각해 낸 것이 바로 태양광 자동차였습니다. 태양광 자동차에 대해 들어본 적이 있을 겁니다. 몇 달 전에도 서울 현대 고등학교에서 학생들이 태양광 자동차를 만들었다는 보도를 통해 세간에 화제가 된 적이 있었습니다.
태양광 자동차
태양전지를 이용한 자동차는 차체 위에 태양 전지를 깔아 그것으로부터 전기를 얻어 움직이는 자동차입니다. 전기를 이용하여 가는 자동차를 말하는 것입니다. 이것은 공기 오염이 되지 않으며 기름값이 들지 않는다는 점에선 정말 좋지만 아직 실용화 되기에는 커다란 문제점이 남아 있습니다. 혼자 탈 수 있는 자동차의 무게가 무려 1톤이나 될 정도로 전기를 저장하는 축전지의 무게가 너무 무겁기 때문입니다. 이 문제 만 해결된다면 태양전지 자동차를 아주 유용하게 사용할 수 있겠지요.
움직이는 태양광 자동차의 모형을 볼까요? 태양광 자동차는 햇빛이 내리쬐는 맑은날 밖에 내놓으면 아주 빠르게 달립니다. 연료가 없이도 움직이는 것이지요. 옆의 동영상은 아주 작은 장난감 태양광 자동차로 실험한 장면입니다. 아이들이 가지고 놀기에 좋은 장난감 부터 매연없는 환경을 위해서는 태양광 자동차가 꼭 필요합니다. < 태양을 비출 때 빨리 가는 모습 > 앞으로 열심히 연구하고 개발한다면 빠른 시일내에 우리나라 고속도로에서 달리고 있는 태양광 자동차를 볼 수 있을 것입니다.
태양광 자동차 경주 모습
세계 여러 나라의 태양광 자동차
태양광 배도 태양광 자동차처럼 윗부분에 태양전지를 붙여 거기서 나오는 전기로 배를 움직입니다. 태양광 배는 기존의 배와 달리 태양전지를 이용하기 때문에 공해 물질을 내보내지 않습니다. 태양광 자동차처럼 태양광 배도 미래의 수상 교통수단으로 이용하면 정말 좋겠죠?

◇ 태양광을 이용한 여러나라의 발전소

스위스 키츠버그 (Switzerland Kirchberg)	미국 캘리포니아 (California USA)
미국 캘리포 니아 (California USA)	스위스 아리스도프 (Switzerland Arisdorf)
미국 파우엘 호수 (Marina on Lake Powell USA)

◇ 태양 전지를 이용한 인공 위성

우주에 떠있는 인공위성이 근사한 팔을 펴는 모습을 본적이 있습니까?

이것이 인공위성에서 사용하는 에너지를 공급하기 위하여 태양 전지 를 펴는 모습입니다.

우주에서는 언제나 빛을 얻을 수 있고 햇빛의 세기가 지구의 대기권 내에서 보다 4배나 세기 때문에 태양광 발전을 하기에 좋습니다.

인공 위성이 짧게는 5~6년, 길게는 10년도 더 우주에서 일을 하게 됩니다. 따라서 오랫동안 사용할 수 있는 에너지원이 필요합니다. 그렇지 않다면 누군가 우주로 올라가 에너지를 계속 보충해 주어야만 하기 때문에, 햇빛을 에너지원으로 사용한다는 것은 매우 획기적인 생각이었습니다.

◇ 태양광을 이용한 외국의 여러가지 응용사례

독일의 Junghans가 제작한 이 시계는 58개의 태양전지를 에너지원으로 사용합니다. 이것은 수정 발진보다 4000배나 많은 에너지를 내고, 정확성이 뛰어납니다.



< 태양광 시계 >

라디오는 오디오 카세트와는 달리 사용하는 전력량이 적습니다.그래서 작은 태양전지판으로도 전력을 공급받아 라디오 방송을 청취할 수 있습니다.

우리 주변에서 많이 볼 수 있는 손목시계입니다.이 손목시계 역시 사용하는 전력량이 적기 때문에 작은 태양전지판으로도 사용할 수 있습니다.



< 태양광 손목시계 >

요즘은 옛날보다 많이 얇아진 계산기를 볼 수 있습니다. 계산기에 쓰이던 수은전지가 태양전지로 대체되어서 전체적인 계산기의 크기가 얇아졌기 때문입니다.

낮에 태양광 발전으로 충전을 해서 밤에 정원의 어둠을 밝히는데 사용하는 정원등입니다.





< 태양광 정원 등 >

장난감을 움직이는데 필요한 동력을 햇빛으로부터 전기를 만들어 사용합니다.

인도에서 개발된 이 전등은 낮에 태양전지를 이용하여 충전을 해서 밤에 독서등으로 이용할 수 있는 전등입니다. 전기가 공급되지 않는 곳에서 이 전등을 이용한다면 밤에도 공부를 할 수 있겠죠?


< 인도 태양광등(India) >

사막의 뜨거운 태양 빛을 전기로 바꾸어 밤의 추위나 어둠을 쫓아내는데 필요한 열 에너지로 바꾸어 사용하면 편리합니다.

화창한날 오후 정원의 잔디를 깎는다.
하지만 잔디깎기 기계에 전기선이 달려있다면 얼마나 불편할까요? 또한 잔디깎는 기계의 소음은 얼마나 시끄러울 까요?

이 불편함을 태양전지로 해결할수 있습니다. 태양전지에서 전기를 얻기때문에 전기 선이 필요없고 , 동력을 내기 위한 시끄러운 소음도 들리지 않습니다.





< 이스라엘 잔디 깎는 기계(Israel) >

1. 기술의 개요

가. 원리
	▶ 햇빛을 받으면 전기를 발생하는 태양전지의 광전효과(Photovoltaic Effect)를 이용하는 발전방식 ▶ 태양전지와 주변장치(축전지, 전력변환장치)로서 시스템 구성
나. 시스템 구성도
다. 시스템의 종류 및 용도
	▶ 태양광 발전시스템은 태양전지 셀로 구성된 모듈, 축전지 및 전력변환장치로 구성되며, 전력계통과의 연계유무에 따라 독립형(Stand-alone System)과 계통연계형(Grid-connected System)등으로 대별 ▶ 태양전지 : 결정질실리콘, 다결정실리콘, 비정질실리콘, 화합물반도체 ▶ 시스템이용 : 독립형시스템, 계통연계형시스템, 복합발전시스템
라. 기술개발경위
	▶ 인공위성 및 낙도오지용 전원으로 이용하다 오일쇼크이후 미래의 대체에너지원으로 본격 개발
마. 개발 후 기대효과
	▶ 무한정의 태양에너지를 사용하므로 연료비 필요 없음 ▶ 태양에너지를 연소없이 직접 전기에너지로 변환시킴으로서 대기오염이나 폐기물 발생이 적음 ▶ 태양전지 수명이 최소 20년 이상의 장수명으로 설비교체 등의 유지비용 절감

2. 개발 목표

구 분	'97 ~ 2001	2002 ~ 2007
태양전지	ㅇ저가 고효율 Si 태양전지 실용화 ㅇ신형 태양전지 개발 및 효율향상	ㅇ저가 박막 태양전지 양산화 ㅇ신형 태양전지 고효율화
시스템이용	ㅇ주변장치 신뢰성 향상 및 표준화 ㅇ계통연계형 및 복합이용기술실용화	ㅇ주변장치 저가화 ㅇ계통연계형 이용기술 양산화

3. 이용현황

	▶ 하화도(60㎾급), 와도(30㎾급), 유인등대 등에 독립형, 창원시청(30kW급), 삼성연구소(100kW)에 계통연계형이 설치 운영중

4. 국내ㆍ외 기술개발 현황

기술명	국내	국외
태양전지	ㅇ변환효율 15% 단결정 Si 및 고효율 다결정 Si 태양전지 개발(실트론, '94) ㅇ변환효율 8.7% 비정질 Si 태양전지 개발 (SK, '96) ㅇ다결정 Si 태양전지 상용화 및 Solar-roof 적용 개발중(삼성SDI, '98∼) ㅇ저가, 고효율 다결정 박막 Si 태양전지 개발 (삼성SDI, 2000∼)	ㅇ변환효율 18% 단결정 태양전지 상용화 (미국, 일본, 유럽) ㅇ변환효율 12∼13% 다결정 태양전지 상용화(미국) ㅇ변환효율 10%내외 비정질 태양전지 상용화(미국,일본)
시스템이용	ㅇ주변장치 국산화 완료(LG산전, 세방전지 : '91) ㅇ6V 무보수 밀폐형 연축전지 개발(세방하이테크, '99∼)	ㅇ미국, 유럽에서 무보수 밀폐형 연축전지 개발, 보급 (6V, 12V 등 소형에서 대용량까지 개발)

5. 국내ㆍ외 주요 연구기관 및 제품생산(또는 개발) 기업

기술명	국내	국외
연구기관	ㅇ한국에너지기술연구원 ㅇKAIST	ㅇ(미)NREL ㅇ(일)NEDO
기업	ㅇ세방하이테크 ㅇ삼성SDI ㅇLG산전	ㅇ(미)Siemens Solar, Solarex사 ㅇ(일)Koycera, Sanyo사 ㅇ(영)B.P Solar사

<태양광 발전 시설, 30kW 한국과학기술원>