학교에서 우리는 물뿐만 아니라 태양이 어머니 지구를 비추어 다양한 유형과 형태의 생명을 유지하는 데 도움이 필요하다는 것을 배웠습니다. 여기에는 그 안에 서식하는 동물과 식물뿐만 아니라 식량을 위해 작물을 재배하는 것도 포함되었습니다. 그러나 우리는 또한 태양의 광대한 태양 에너지를 사용하여 열, 빛 및 전기 형태로 에너지를 생산하기 위해 태양의 복사광 에너지를 사용할 수 있습니다.
복사 에너지 형태의 전자기선은 태양의 연소 작용에 의해 끊임없이 우주로 방출되고 있습니다. 이 광선은 모든 방향으로 우주를 여행하고 일부는 지구 표면에 도달합니다. 태양이 방출하는 복사 에너지는 매우 짧은 시간 내에 지구에 도달합니다.
사실, 하루 중 매시간 지구 표면에 도달하는 태양 에너지의 양은 1년 동안 우리가 필요로 하는 총 에너지 수요보다 많습니다. 태양은 태양계에서 24 시간 365 일 밝게 타오르기 때문에 "태양 에너지"형태의 태양 에너지는 재생 가능 에너지 자원으로 분류되며 모든 실용적인 목적을 위해 고려할 수 있습니다 태양광 발전 태양의 힘으로.
지구는 전자기파의 형태로 태양으로부터 복사 에너지를 받습니다. 주어진 위치와 시간에 실제로 지구 표면에 떨어지는 태양 복사의 양은 하루 중 시간(아침, 오후 또는 밤), 연중 시간(계절), 지구 표면의 지리적 위도와 같은 많은 요인에 따라 달라집니다.
태양광 발전 시스템에서 사용할 수 있는 복사 에너지의 양은 대기 위에서 지구가 받는 총 태양 복사량의 매우 적은 양에 불과합니다. 이것은 주로 구름, 대기 자체 및 지상 조건이 이 태양 에너지의 대부분을 하늘과 우주로 다시 흡수하거나 반사할 수 있기 때문입니다.
지구는 본질적으로 태양으로부터 많은 양의 에너지를 받는 거대한 태양 에너지 수집가입니다. 이 태양 에너지는 태양광 태양 전지판을 사용하여 태양 에너지로 직접 사용할 수 있으며 간접적으로 바람, 조력 또는 파력 에너지로 사용할 수 있습니다. 태양 에너지는 고갈되지 않고 지구상의 모든 곳에서 국지적으로 사용할 수 있는 재생 가능한 에너지 자원입니다. 그러나 태양광 발전을 보다 효과적으로 수집하기 위해 태양광 수신기는 반사광이 아닌 직사광선이 필요하므로 흐린 조건에서는 효과가 없습니다.
지구의 외부 대기에 도달하는 태양의 원시 전력은 구름층 위로 평방 미터당 약 1373와트(1.37kW/m2)입니다. 그런 다음 이 양은 대기와 보호층에 의해 감소되어 구름 없는 하늘에서 정오에 제곱미터당 약 1000와트(1.0kW/m2) 또는 약간 더 적은 속도로 지구 표면에 도달합니다.
이것은 지구 표면에 도달하는 태양 복사 조도가 약 70 %의 직사광선과 약 30 %의 확산 햇빛으로 구성된다는 것을 의미하는데, 이는 대기와 구름이 거대한 필터처럼 작용하여 태양의 복사 에너지를 모든 방향으로 차단하고 산란시키기 때문입니다.
예를 들어, 대기에 부유하는 가스와 작은 먼지 입자는 들어오는 태양 복사에 산란 효과를 일으켜 그 중 일부는 공기, 구름, 비 및 안개로 인해 모든 방향으로 우주로 다시 반사됩니다. 액체 및 얼어붙은 물 입자로 구성된 구름은 흐린 날에 볼 수 있듯이 태양 복사열을 산란시켜 우주로 반사합니다.
또한 지구 표면의 반사율은 모래, 눈 또는 바다 등 지구 표면을 덮고 있는 다양한 유형의 물질에 따라 달라지며, 일부 태양의 복사광 에너지는 수증기, 이산화탄소 및 오존과 같은 대기를 구성하는 다양한 가스에 의해 흡수됩니다.
위에서 설명한 바와 같이, 태양 복사는 대기를 통과할 때 모든 방향으로 산란되고 반사됩니다. 이 분산은 우주를 통해 지구 대기에 도달하는 총 값의 60 %까지 될 수 있습니다. 그러나 직접 태양 복사는 태양에서 직접 오는 방향성이기 때문에 그림자를 투사합니다. 하늘에서 태양의 위치와 위치도 효율성에 중요한 역할을 합니다. 태양 광 발전 시스템.
사막 한가운데서 구름 한 점 없는 맑고 화창한 날 정오에 지상에서 사용할 수 있는 태양 에너지는 평방 미터당 1,000와트, 즉 태양을 직접 가리키는 면적의 m2당 1,000W 또는 1kW일 수 있지만 전 세계 많은 지역에서는 m2당 600-800W가 더 현실적인 값입니다.
m2당 최대 태양 발전량을 얻으려면 태양과 지구 사이의 기울기와 각도를 보상해야 하며, 태양이 가장 밝을 때 태양 전지기를 남쪽 방향으로 향하게 하여 항상 정오가 아니라는 사실을 보상해야 하며 동쪽에서 서쪽으로 태양을 추적하기 위해 계절에 따라 조정해야 합니다.
태양 에너지의 생존 가능성
더 선즈 위치
물을 데우거나 전기를 생산하기 위해 태양 복사를 태양 광 발전원으로 사용하는 실행 가능성은 주로 지구 표면의 주어진 위치에서받는 태양 복사 조도의 양에 달려 있으며, 이는 시간과 계절에 따라 달라지며 지구 전체는 5 월부터 8 월까지 여름에 더 많은 태양 에너지를받습니다.
태양 태양 복사의 유무는 낮보다 밤에 사용할 수 있는 태양 에너지가 적기 때문에 지구의 자전과 태양이 더 높고 밝아지는 여름부터 겨울까지 계절 주기를 생성하는 지구의 궤도 운동에 크게 의존합니다.
따라서 태양은 겨울철보다 여름철에 하늘에서 더 강력합니다. 또한 지리적 위도는 대기, 구름 덮개 등뿐만 아니라 충분한 태양 에너지의 가용성에 중요한 역할을 하며 태양 에너지를 생성할 수 있는 가장 높은 잠재력은 남반구에서 발생합니다. 집중형 태양광 발전은 이러한 부족 중 일부를 극복하는 데 도움이 됩니다.
이 모든 것을 말하면서, 태양으로부터의 충분한 태양 에너지는 1 년 동안 우리의 모든 필요를 충족시킬 수있는 1 시간 안에 지구에 비추며, 대체 에너지 시스템의 실행 가능성을 결정하는 첫 번째 단계는 실제로 얼마나 많은 전력과 어떤 유형의 전력이 필요한지에 대한 현실적인 추정을 수행하는 것입니다. 이에 대해 생각하고 올바르게 계획하는 데 시간을 할애하면 완성된 시스템이 작동 시 예상되는 전기 요구 사항을 충족하고 비용 효율적임을 보장할 수 있습니다.
태양광 발전 시스템
그래서 어떤 유형의 태양 광 발전 시스템 가정에서 태양의 힘을 활용할 수 있습니다. 글쎄, 우리는 이제 태양 기술이 태양 에너지의 무한한 힘을 열, 빛 및 전력으로 변환한다는 것을 위에서 알고 있습니다. 태양 에너지의 가장 좋은 용도 중 하나는 광전지를 사용하여 전기를 생산하는 것입니다. 액티브 솔라 발전은 태양 에너지를 사용하여 전기 에너지를 생산하는 것을 말하며 이를 수행하는 두 가지 방법이 있습니다.
오늘날 화석 연료, 석탄 또는 원자력 발전소와 마찬가지로 태양열을 사용하여 물을 가열하여 증기를 생산한 다음 전기를 생산하는 데 사용되는 거대한 상업용 발전소가 있습니다. 또 다른 방법은 높은 전압과 전류에서 전기를 생산할 수 있는 태양 전지를 형성하기 위해 함께 연결된 넓은 영역의 태양광 전지를 사용하는 것입니다.
가정용 태양광 발전 시스템의 경우 매우 정교한 기계식 태양광 발전 시스템을 설계하는 데 많은 돈을 쓸 필요가 없으며, 많은 초보자는 집중된 태양 발전을 위해 태양광 발전을 나무 상자에 넣고 있는 비용을 절약하기 위해 간단한 "집에서 만든" 태양광 설계로 시작합니다.
태양광 발전은 태양광 패널을 사용하여 햇빛의 에너지를 전기와 같은 저장 가능하고 운반 가능한 에너지 매체로 변환하는 데 사용됩니다. 태양광(또는 "PV")은 빛을 직접 전기로 변환하는 기술이며 대부분의 사람들이 태양광 발전과 연관시키는 상징적인 지붕 장착형 태양 전지판입니다. 태양 에너지에는 많은 장점과 단점이 있으며 다음 튜토리얼에서는 태양 전지에 대해 더 자세히 살펴보고 태양 에너지를 사용 가능한 태양 에너지로 변환하는 방법을 살펴 보겠습니다.
"태양 에너지"에 대한 이 섹션의 다음 튜토리얼에서는 태양 전지를 살펴보고 광자 형태의 햇빛을 가정의 전력으로 변환하는 방법을 살펴보겠습니다.