태양광 발전 (太陽光 發電)

국립과천과학관 / 태양광발전기

과학기술

개념

정의

태양으로부터 오는 빛에너지를 이용해서 전기를 생산하는 발전방법.

개설

태양전지에 빛에너지(광자)가 쪼이면 전지에서 전자가 흐르면서 전기가 생산되어 태양광발전이 이루어지게 된다. 발전은 태양전지를 얼마나 많이 연결하는가에 따라 휴대용 계산기용의 소규모 발전부터 수천가구에 전기를 공급할 수 있는 대규모의 발전까지 할 수 있다.

연원 및 변천

태양광발전은 인공위성의 전력공급용으로 본격적으로 시작되었다. 비용이 높았기 때문에 20세기 말까지는 전력망이 들어가기 어려운 곳에서 이루어졌지만, 그후 기술개발과 대규모 생산으로 가격이 낮아지고 각국의 지원정책에 따라 규모가 큰 발전시설도 건설되기 시작했다. 특히 고갈되지 않고 온실가스도 내뿜지 않는 재생가능 에너지로서 지붕에도 소규모로 설치할 수 있고 외부의 전기를 공급받지 않고 전력자립을 할 수 있다는 장점 때문에 많은 일반인의 관심도 끌고 있다.

내용

태양전지를 여러개 연결해서 만든 태양전지판(모듈)을 다시 여러개 연결하면 가정에서 사용가능할 만큼 많은 양의 전기가 생산된다. 이 전기는 직류이기 때문에 교류로 바꾸어주는 인버터를 통과시키면 조명이나 가전기기용 전기를 얻어진다. 태양광발전기는 고장이 거의 없고 수명이 수십년 이상이고, 이동이 아주 간편한 발전방식이기 때문에 이용하기에 편리하다.

이뿐 아니라 고갈되지 않고 어디에나 존재하는 빛에너지를 이용하기 때문에, 아프리카, 몽골의 외딴 지역에서 소규모로 많이 사용되고 있다. 유럽, 미국, 일본, 한국 같은 국가에서는 지붕, 건물벽, 땅 위에 상당히 큰 규모로 설치해서 발전하고 있다. 이러한 발전시설은 화력이나 원자력의 대안으로 여겨지고 있다.

현황

아주 작은 규모로도 널리 사용되고 있지만, 본격적인 발전소로도 자리를 잡아가고 있다. 독일에서는 전체 전력의 약 2%가 태양광발전에 의해 공급되고 있다. 2050년에는 이 비중에 10% 이상에 달할 것으로 전망된다. 한국에서도 태양광발전은 빠르게 늘어나고 있으나 전체 전기공급에서 차지하는 비중은 아직 미미하다.

의의와 평가

깨끗하고 고갈되지 않는 빛에너지를 이용하는 발전방식이기 때문에 큰 장점을 지니고 있다. 그러나 아직 비용이 높다는 단점이 있지만 이 문제는 기술발달과 대량 생산을 통해 해결될 것으로 전망된다. 비용은 10년마다 절반으로 떨어졌다. 이런 추세대로 진행되면 20년 후에는 화력발전과 맞먹는 비용으로 발전할 수 있게 될 것이다.

참고문헌

『과학기술대사전』(한국과학기술단체총연합회, 아카데미서적, 2005)

『신ㆍ재생에너지 백서』(산업자원부, 2005)

『다시 태양의 시대로』(이필렬, 양문, 2004)

『에너지대안을 찾아서』(이필렬, 창비, 1999)

관련 미디어

• 
  국립과천과학관 / 태양광발전기

집필자

이필렬