신재생에너지의 개념과 태양광발전의 원리 및 경제성

• 신재생에너지는 햇빛, 지열, 물 등을 재생 가능한 에너지로 변환하거나 화석연료를 변환해 이용하는 에너지다.
• 태양광발전은 광전효과로 태양광을 직접 전기로 바꾸는 기술이다.
• 발전단가 하락, 고용 효과, 온실가스 감축 효과로 경제성이 높다.

서론

• 신재생에너지는 화석연료의 환경오염 문제로 1970년대 이후 본격 등장했다.
• 우리나라는 2009년부터 녹색성장 국가전략 등 관련 사업을 추진해 왔다.
• 태양광발전은 광전효과가 있는 태양전지로 태양광을 직접 전기로 바꾼다.
• 대표 소재로 결정질 실리콘, 실리콘 박막, 구리인듐갈륨셀레늄 박막 등이 있다.
• IEA는 세계 태양광 전력생산이 2016년 261GW에서 2020년 429GW로 성장할 것으로 예측했다.

신재생에너지와 태양에너지

• 신재생에너지는 화석연료를 대체할 수단이며 쉽게 고갈되지 않는 비고갈성에너지다.
• 태양에너지는 태양전지 발전, 태양열 증기 터빈 발전, 급탕 시스템으로 활용된다.
• 무한하고 청정하며 수요지에서 편리하게 쓸 수 있다.
• 에너지 밀도가 작고 주야, 지역, 계절에 따라 차이가 난다는 단점이 있다.

태양광발전의 원리와 영향 요소

• 태양광발전에는 주로 결정계 실리콘 전지가 사용된다.
• n형 반도체와 p형 반도체를 조합한 pn접합체가 태양전지의 기본 구조다.
• 빛이 반도체에 닿으면 광전효과로 태양에너지가 전기에너지로 변환된다.
• 우리나라 평균 운량은 5.1로 대체로 맑은 편이며 6~8월에 구름이 많다.
• 안개는 습지 주변을 피하는 부지 선정으로 어느 정도 해결할 수 있다.
• 모듈에 내려앉은 황사 먼지는 제거 전까지 발전에 악영향을 준다.

태양광발전의 경제성

• 2025년 이후 태양광발전은 모든 발전원 중 가장 저렴해질 것으로 예상된다.
• 그리드패리티는 태양광 발전단가가 화석연료 전력 가격과 같아지는 시점이다.
• 국내 태양광 경제성은 2030년 이전에 확보될 것으로 전망된다.
• LCOE를 낮추면 국민 부담을 연간 약 5,000억 원 줄일 수 있다.
• 태양광은 1MW 생산에 필요한 노동자 수가 많아 고용창출 효과가 가장 크다.
• 같은 면적에 태양광을 설치하면 소나무 숲보다 30배 가까이 이산화탄소를 줄인다.

결론

• 태양광발전은 모듈, 인버터, 구조물로 구성된다.
• 태양전지는 처음 통신위성 전원으로 쓰였고 기술 발달로 가격이 낮아졌다.
• 전기 혜택을 받지 못하는 원격지에서 태양전지는 이상적인 독립전원이다.
• 태양광 자동차, 태양광 비행기, 우주 태양광발전도 주목받고 있다.
• 신재생에너지 보급 확대를 위해 태양광 발전을 확대해야 한다.

자주 묻는 질문

• Q. 태양전지의 기본 구조는?
  A. n형 반도체와 p형 반도체를 조합한 pn접합체다.
• Q. 그리드패리티란?
  A. 태양광발전의 평균 발전단가가 화석연료 전력의 가격과 같아지는 시점이다.
• Q. 태양광 발전에 악영향을 주는 기상 요소는?
  A. 구름, 안개, 황사다.
• Q. 태양광의 고용창출 효과가 큰 이유는?
  A. 1MW 생산에 투입되는 노동자 수가 가장 많기 때문이다.

정리

신재생에너지의 개념과 태양광발전의 원리, 기상 요인을 정리하고 발전단가 하락, 고용, 온실가스 감축 측면에서 태양광발전의 경제성과 확대 필요성을 제시했다.

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