신재생에너지 발전설비 자격증 : 태양광 발전시스템 이론

신재생에너지 발전설비 산업기사 자격증 : 태양광 발전시스템 이론

신재생에너지의 원리 및 특징

신재생에너지는 기존의 화석연료를 변화시켜 이용하거나 햇빛,물,지열,강수,생물유기체 등을 포함아여 재생 가능한 에너지를 변화히켜 이용하는 에너지로 11개 분야로 구분하고 있다.

• 재생에너지 : 태양광, 태양열, 바이오, 풍력, 수력, 해양, 폐기물, 지열(8개 분야)
• 신에너지 : 연료전지, 석탄액화가스화 및 중질잔사유 가스화, 수소에너지 (3개분야)

 

▶신재생에너지의 특징

지속가능한 에너지 공급체계를 위한 미래에너지원

• 공공미래에너지 : 시장창출 및 경제성 확보를 위한 장기적인 개발 보급 정책 필요
• 비고갈성에너지 : 태양광, 풍력 등 재생가능 에너지원으로 구성
• 환경친화형 청정에너지 : 화서연료 사용에 의한 CO2발생이 거의 없음
• 기술에너지 : 연구개발에 의한 에너지 자원확보 가능

 

▶신재생에너지의 중요성

신재생에너지는 과다한 초기투자의 장애요인에도 불구하고 화석에너지의 고갈문제와 환경문제에 대한 핵심 해결방안이라는 점에서 선진 각 국에서는 신재생에너지에 대한 과감한 연구개발과 보급정책 등을 추진하고 있다.

 

■태양광발전(Photovoltaic)

▶태양광발전의 개요

태양광발전은 태양의 빛에너지를 변화시켜 전기를 생산하는 발전기술 : 햇빛을 받으면 광전효과에 의해 전기를 발생하는 태양전지를 이용한 발전 방식

 

▶태양광발전의 원리

태양전지 (Solar cell)

태양에너지를 전기에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로서 금속과 반도체의 접촉면 또는 반도체의 P-N접합에 빛을 받으면 광전효과에 의해 전기가 발생됨.

금속과 반도체의 접촉을 이용한 것으로 셀렌광전지, 아황산구리 광전지가 있고, 반도체 P-N접합을 사용한 것으로는 태양전지로 이용되고 있는 실리콘 광전지가 있음.

 

P-N접합에 의한 발전원리

광흡수->전하 생성->전하의 분리->전하의 수집

 

▶태양광발전의 특징

장점 

• 햇빛이 있는 곳이면 어느 곳에서나 간단히 설치할 수 있다.
• 한번 설치해 놓으면 유지비용이 거의 들지 않는다.
• 태양전지 숫자만큼 전기를 생산한다.
• 무소음, 무진동으로 환경오염을 일으키지 않는다.
• 수명이 20년 이상으로 길다.

단점

• 낮은 에너지 밀도로 다량의 전기를 생산할 때는 많은 공간을 차지한다.
• 비싼 반도체 재료인 실리콘을 사용하여 태양전지가 생산되므로 초기 설치비가 많이 든다.

 

 

■풍력발전

▶풍력발전의 개요

자연의 바람으로 풍차를 돌리고, 이것을 기어 등을 이용하여 속도를 높여 발전기를 돌리는 방전방식을 풍력발전 이라 한다. 이때 날깨는 이론상 바람 에너지의 59.3프로만을 전기에너지로 바꿀 수 있는데, 이것은 날개의 형상에 따른 효율, 기계적인 마찰 손실, 발전기의 효율 등으로 고려하면 실질적인 효력은 20~40프로 정도가 전기에너지로 이용될 수있다.

 

풍력발전기는 풍속에 관계없이 일정한 속도로 회전시킬 필요가 있으므로, 풍속에 따라 풍차 날개의 기울기를 바꾸는 등의 제어를 해야 한다. 바람이 없을때는 발전할 수 없으므로, 정전되는 것을 피하기 위해 계통에 연계하거나, 축전지설비를 갖추거나, 디젤 발전기도 같이 설치하는 경우가 많다. 이 경우는 직류 발전이 되는데, 그용량은 수십[W]에서 수천[KW]정도이다. 대용량의 풍력발전은 풍차의 날개 크기가 커지므로 태풍에 대한 대책이 마련되어야 한다.

 

▶풍력발전의 원리

공기의 운동에너지를 날개에 의해 기계적 에너지로 변환시켜 발전을 하는 청정 발전기술이다.

▶자격증 시험 예상문제 

1.태양에너지의 장점으로 옳은 것은?

1. 청정에너지로 석유나 석탄 같이 환경오염이 없다.
2. 고급 에너지이나 에너지 밀도가 낮다.
3. 에너지 생산이 간헐적이다.
4. 모든 지역에서 발전량이 동일하다.

2.신재생에너지의 중요성에 대한 설명과 무관한 것은?

1. 화석연료의 고갈문제 해결
2. CO2발생의 증가
3. 기후변화협약
4. 최근 유가의 불안정

3.신재생에너지의 특징이 아닌 것은?

1. 비고갈성 에너지
2. 공공미래에너지
3. 환경친화형 청정에너지
4. 시설 투자비가 적은 에너지

4.신재생에너지 중 이산화탄소CO2배출량이 가장 낮은 발전방식은?

1. 태양광
2. 수력
3. 풍력
4. 지열