태양광 발전은 어떻게 에너지를 만들어 내나요?

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

태양광 패널안에는 빛 에너지가 도달하여 광전효과를 일으키고 여기서 나오는 전자를 붙잡아 발전하게됩니다.

광전효과는 금속이나 전하를띠는 반도체에 빛이 닿으면 빛에너지에 의해 전자가 튀어나오는 현상입니다.

감사합니다.

안녕하세요. 김훈식 박사입니다.

빛에너지를 전기로 바꾸는 방식입니다. 빛을 받으면 전자가 들뜬상태가 되었다가 전자를 발생합니다 그때 발생한 전자를 저장하고 모으면 됩니다. 재료에 따라서 전압과 효율이 결정됩니다.

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

태양광은 태양 빛에너지를 금속에 가해주어 금속에서 전자가 튀어나와 전류가 되는 광전효과를 기반으로 한 발전입니다.

태양광 발전은 광전효과에 의해 전류를 얻는 발전기입니다. 광전효과란 금속에 빛(광자; 전자기파;)을 쪼으면 금속 표면에 있던 자유전자가 튀어나와 전류를 만드는 현상입니다. 그리고 자유전자가 금속을 탈출하기 위한 에너지가 필요한데, 이 최소 에너지의 크기를 일함수라고합니다. 즉, 자유전자는 일함수의 크기만큼이나 더 큰 운동에너지를 가져야 탈출이 가능합니다. 그리고 자유전자가 운동에너지를 가질 수 있는 방법은 외부 빛(광자)과 충돌하는것이죠. 이 때 충돌하여 에너지를 얻는 정도는 빛의 에너지에 의존됩니다. 빛 에너지가 강할수록 다시말해 빛의 진동수가 높을수록(파장이 짧을 수록) 자유전자가 받는 에너지가 크게됩니다. 그리고 금속의 종류에 따라 일함수가 다른데, 대부분의 경우에는 자외선 영역대의 빛을 쬐여주면 자유전자가 튀어나와 전류를 만듭니다.

태양열은 태양으로부터 받은 열을 이용해 물을 끓여 증기를 발생시킨 뒤, 이 증기로 터빈을 돌려 전기에너지를 얻어냅니다.

태양열 발전은 수증기를 끓여서 열교환기를 이용해 전기를 생산하는 방식이고,

태양광 발전은 빛 에너지가 전자와 부딪히면서 전자를 실제로 움직여 전기를 생산하는 방식입니다.

우리나라의 경우는 보통 사계절이 뚜렷해서 태양광이 조금 더 선호되고 있습니다.