태양력 발열기를 이용하여 전기에너지가 생성되는 과학원리

Question

태양력 발열기를 이용하여 전기에너지 얻어 물건(예:쑥)을 태우려는 실험을 하려고 합니다.

이 실험을 할 경우 과학원리를 어떻게 설명해야 할까요?

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

태양열 발열기는 거울이나 렌즈로 햇빛을 한곳에 집중시켜 빛에너지를 열에지로 변환하고 이 열로 물체를 높은 온도까지 가열하는 원리를 이용합니다 쑥을 태우는 실험에서는 지중된 태양에너지가 쑥의 온도를 발화점 이상으로 올리고 공기 중 산소와 반응하는 연소 과정에서 열과 빛이발생합니다 만약 이 과정에서 전기를 얻으려면 열전소자 증기터빈 발전기 등을 추가해 열에너지를 전기에너지로 변환해야 합니다 그래서 단순한 태양열 발열기만으로 전기가 생성되는 것이 아니라 태양에너지 열에너지 전기에너지라는 변환 과정이 필요합니다

Answer 2

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

태양열발전은 태양에서 받는 에너지 중 열에너지를 이용 물을 끓여 증기를 발생시켜 열교환기를 이용해 전기에너지를 생산합니다. 흔히 사용하는 화력 발전 시스템의 연료만 태양열로 바뀐 것입니다.

그런데 말씀하시는 것이 태양광발전이라면 빛 에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 시스템입니다.

P형 반도체와 N형 반도체 2종류의 실리콘 반도체를 겹친 구조로 되어 있는 태양광전지에 태양광이 쬐어지면, 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 태양광전지에 정공과 전자가 발생합니다. 이때 정공은 P형 반도체 쪽으로, 전자는 N형 반도체 쪽으로 모이게 되어 전위차가 발생하고, 그로 인해 전류가 흐르게 되는 것이죠.