태양광 ( Solar Photo Voltaic) 패널 종류
독립형 태양광 시스템에는 100~200와트의 중형 패널부터 300~600watt의 대형 패널이 모두 사용됩니다.
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| 태양광 패널은 솔라셀을 직렬로 | 연결해서 전압을 높여 제작 | 소형 모듈 제작 동영상 |
태양광 패널이란 무엇인가?
태양광 패널(photovoltaic panel, solar panel)은 태양광을 전기로 변환하는 장치입니다. 태양광 패널은 주로 태양광 발전 시스템에 사용되며, 친환경적인 에너지 생산 방식으로 각광 받고 있습니다. 태양광 패널은 다음과 같은 구성 요소와 원리로 작동합니다:
구성 요소
- 태양전지 (Solar Cells): 태양광 패널의 기본 단위로, 실리콘 같은 반도체 물질로 만들어집니다. 태양전지는 태양광을 받아들여 전기 에너지를 생성합니다.
- 패널 프레임 (Panel Frame): 태양전지를 보호하고 고정하는 역할을 합니다. 알루미늄이 주로 사용되며 소형의 경우에는 다양한 재질이 적용되고 있습니다.
- 전기 배선 (Electrical Wiring): 생성된 전기를 모아서 전달하기 위해 내부에서는 동박을 잘라서 만든 동박 리본이 사용되며, 외부로는 보호커버(정션 박스)를 거쳐 4mm2 또는 6mm2 전선이 사용됩니다.
- 표면 보호 커버 (Protective Cover): 태양전지를 외부 환경으로부터 보호하는 투명한 덮개로, 일반적으로 강화 유리로 제작됩니다. 초소형(mini) 또는 소형은 에폭시, PET, ETPE 등이 사용되기도 합니다.
작동 원리
태양광 패널의 작동 원리는 광전 효과(photovoltaic effect)를 기반으로 합니다. 광전 효과는 특정 반도체 재료가 빛을 흡수하면 전자와 양공(positive hole)을 생성하고, 이를 통해 전기 에너지를 발생시키는 현상입니다.
- 광 흡수 (Light Absorption): 태양광이 태양전지의 반도체 물질에 흡수됩니다. 태양열(heat)가 아닌 태양광을 이용하게 됩니다.
- 전자 이동 (Electron Movement): 흡수된 빛 에너지는 반도체 물질 내의 전자를 높은 에너지 상태로 이동시킵니다. 이때 전자는 전도대(conduction band)로 이동하고, 양공은 원자에서 분리됩니다.
- 전기 생성 (Electricity Generation): 전도대에 있는 전자와 원자에서 분리된 양공이 전기장을 형성하게 되고, 이를 통해 전류가 흐릅니다.
- 전기 수집 (Electricity Collection): 생성된 전류는 전기 배선을 통해 외부로 전달되어 전력으로 사용됩니다.
태양광 패널의 장점
- 친환경 에너지: 화석 연료를 사용하지 않기 때문에 환경 오염이 없고, 탄소 배출이 없습니다.
- 재생 가능 에너지: 태양 에너지는 무한히 공급되기 때문에 고갈될 염려가 없습니다.
- 저장 및 유연성: 배터리 시스템을 사용하여 생성된 전기를 저장할 수 있으며, 다양한 장소에 설치가 가능합니다.