태양을 이용한 발전기술 태양광벌전소, 태양열발전소

인류는 오래전부터 바람을 이용하여 풍차를 돌리거나, 흐르는 물로 물레방아를 돌려 곡식을 빻는 등 햇빛이나 바람, 지열 등을 이용해 왔다. 이런 에너지들은 석유와 석탄을 이용하면서 점점 잊혀져 갔다. 그러나 화석 연료가 고갈되어 가고, 환경오염 등 많은 문제를 일으키면서 화석 연료를 대신할 에너지로 다시 떠오르고 있다. 이런 이유로 최근에는 태양을 이용하여 발전하려는 기술이 개발되어 실용화하고 있다.  태양을 이용하여 전기를 생산하는 방법은 태양광발전과 태양열발전으로 구분할수있다.

태양광 발전은 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 발전방식입니다.  태양전지(Solar Cell), 모듈(module), 시스템(System)이 태양광을 받아  햇빛을 전기로 만드는 역할을 하게 됩니다.

태양광 발전의 시작은 햇빛을 전기 에너지로 바꾸는 것입니다. ‘태양전지’가 바로 그 역할을 하게 되는데요. 태양전지는 직접 태양 빛을 받고 전기로 변환하기 때문에 가장 중요한 역할을 맡고 있습니다.

태양전지는 재료에 따라 ‘결정질 실리콘 태양전지’와 ‘화합물 태양전지’로 분류할 수 있는데 현재 태양광 산업에서는 대부분 결정질 실리콘 태양전지를 사용하고 있습니다.

태양전지를 직렬과 병렬로 연결하여 구성하여 만들어진 전기는 에너지저장장치와 결합하여 낮에 얻은 태양 에너지를 저장하고 태양이 없는 저녁이나 발전량이 적은 흐린 날에도 사용할 수 있게 하기도 합니다. 또한 인버터를 활용하여 직류 형태의 전기(태양광 발전 모듈에서 만들어진 전기는 직류입니다)를 가정 등에서 사용할 수 있는 교류 형태로 변환시킵니다.

 

태양열발전은 태양열을 열 매체를 통해 수집하고, 수집한 열에너지를 전기에너지로 바꾸는 시스템을 이용한다. 반사경을 이용하여 집광시킨 태양광의 열을 이용하여 보일러에서 증기를 발생시키는데, 이때 증기 온도는 550℃까지 올라갈 수 있다. 발생한 고온의 증기는 터빈에 이송된 후 화력발전과 같이 터빈을 돌려 전기를 생산한다. 이때 증기 발생에 필요한 열을 무공해 청정 자원인 태양열을 사용하므로 환경친화적인 발전 방식에 속한다. 대량의 물을 끓여 증기를 발생시켜야 하므로 소형 규모의 발전소는 효율이 떨어진다. 따라서 발전소의 위치를 선정할 때 장소와 면적의 제약이 크고, 대다수는 사막과 같은 지역에 건설된다.

태양의 열에너지를 모으는 방식에 따라 포물면 거울 초점 위에 배치된 집열관으로 모으는 방식인 파라볼릭 트로프(Parabolic trough) 또는 파라볼릭 디시(Parabolic dish) 방식과, 넓게 분포된 반사경 중앙부에 열 흡수기가 포함된 집광 타워를 설치하는 솔라 타워(Solar tower) 방식 등이 있다.