태양열 - 개념, 유형, 용도, 장단점

2024-09-30생물학39

태양에너지가 무엇이고, 어떻게 생산되는지 설명합니다. 또한, 그 목적은 무엇이며, 장점과 단점은 무엇입니까?

태양광 패널은 태양 복사열을 사용 가능한 전기 에너지로 변환합니다.

태양 에너지 란 무엇입니까?

태양에너지는 태양 이 만들어내는 에너지 이다. 전자기 복사의 형태로 방출되는 이 에너지는 지구상의 주요 빛 과 열의 원천을 구성합니다. 기술 덕분에 현재 이를 활용하여 가정과 산업에 공급할 전기 및 열 에너지를 얻는 것이 가능합니다. 지속적이고 경제적이며 오염이 없고 안전한 에너지 원 입니다.

태양은 끊임없이 엄청난 양의 에너지를 방출합니다. 그것의 일부는 지구에 영향을 미칩니다 . 이 에너지의 약 30%는 우주로 다시 반사됩니다. 나머지 70%는 대기 , 해양 , 대륙 에 흡수됩니다 .

지구 표면에 도달하는 태양 에너지는 대부분 가시광선과 적외선으로 구성 되며 , 그보다 적은 양이지만 자외선과 기타 형태의 복사도 있습니다.

참조: 원자력

태양에너지는 어떻게 생산되나요?

태양 에너지는 태양 내부에서 발생합니다. 그곳에서 수소 원자핵 사이에서 핵융합 반응이 끊임없이 일어나 헬륨 원자가 형성됩니다.

태양에서 일어나는 핵융합은 엄청난 양의 열과 에너지를 생성합니다 . 이것들은 파동과 입자의 형태로 우주로 방출되며, 일부는 행성에 도달합니다. 지구에서는 태양 에너지가 표면을 가열하고 지역 간의 온도 차이를 기반으로 바람을 일으키고 기후를 결정합니다 . 또한 식물 은 광합성 과정에서 화학 에너지 로 변환하여 사용합니다 .

태양 에너지는 무엇입니까?

태양 에너지는 오늘날 세계에서 많은 실용적인 가능성을 갖고 있습니다. 주요 용도는 전기 생성 및 열에너지 획득과 관련됩니다. 태양 에너지의 응용 분야는 다음과 같습니다.

가정의 온수 공급 및 난방.
냉각은 태양열 집열기로 가열된 물의 열 에너지로 구동되는 열 흡수 시스템을 통해 이루어집니다 .
태양열 집열기의 수증기를 사용하여 화력 발전소에서 전기를 생산합니다.
태양광 전지를 사용하여 계산기, 시계부터 모터, 위성에 이르기까지 자율 전기 장치를 작동합니다.
특히 이 목적을 위해 특별히 설계된 태양열 연못, 염수 탱크에 축적된 열을 활용하여 화학, 섬유 및 식품을 산업적으로 생산합니다 .
금속 제련 및 수소 연료 생산은 태양광 오븐에 축적된 열 에너지를 통해 햇빛을 집중시키고 고온에서 유체에 축적된 열을 방출하는 거대한 태양열 집열기입니다.
살균, 저온살균 및 일반적으로 열 작용을 통해 미생물을 제거하는 방법을 적용합니다.
바닷물에서 소금을 얻는 것과 병행하여 소금물을 정화하는 것입니다.
태양열 조리기구를 사용하여 음식을 요리합니다 .
식물의 광합성 과정을 모방하여 물에서 산소와 수소를 분리하는 인공 잎을 통해 수소를 생산합니다.

태양 에너지는 어떻게 사용됩니까?

태양 에너지를 포착하여 인간 활동에 사용할 수 있는 에너지로 변환하는 다양한 기술이 있습니다. 일부는 적극적으로 수행하고 다른 일부는 수동적으로 수행합니다.

활성 기술 . 이는 전기 또는 기계 장치(광전지, 열 집중 기술 )를 사용하여 태양 에너지를 포착 및 저장하고 이를 다른 유형의 에너지(전기 또는 열)로 변환하는 장치입니다.
패시브 기술 . 여기에는 생물기후 건축과 관련된 조항, 즉 자연광을 더 많이 받아들이고 태양에 의해 추가된 열의 분산을 방지하는 건물의 방향 등이 포함됩니다.

태양에너지 기술의 종류

지붕, 옥상 또는 대규모 토지에 설치되는 태양광 패널은 태양광 전지로 구성됩니다.

태양 복사로부터 에너지를 포착하여 다른 유형의 에너지로 변환하는 두 가지 주요 유형의 기술이 있습니다.

광전지 . 광전 셀 또는 태양 전지라고도 합니다. 그들은 태양 복사 에너지를 전기 에너지 로 변환하는 장치입니다 . 각 광전지는 반도체 재료 (보통 실리콘)로 만들어집니다. 반도체는 햇빛을 흡수하고 전자를 방출합니다. 이들은 전기장에 포착되면 전류를 생성합니다 . 지붕, 테라스 또는 넓은 자유 토지에 설치되는 태양광 패널은 수많은 광전지로 구성됩니다.
열 수집기 . 태양열 수집기 또는 태양열 수집기라고도 합니다. 이 시스템은 태양 복사로부터 열 에너지를 수집하여 난방, 온수 공급, 심지어 전력 생산과 같은 실용적인 목적으로 재분배합니다. 컬렉터는 햇빛을 집중시키거나 흡수하는 렌즈, 거울 또는 어두운 금속판으로 구성됩니다. 이렇게 농축되거나 흡수된 방사선은 튜브나 탱크에서 순환하고 직접 사용하거나 다른 매체로 전달하여 저장할 수 있는 유체(물 또는 공기)를 가열합니다.

태양에너지의 장점

태양 에너지의 장점 중 다음을 언급할 수 있습니다.

가용성 . 화석 연료 와 달리 태양은 사실상 고갈되지 않는 에너지원이며 다른 재생 가능 자원 (예: 바이오매스 ) 의 경우처럼 과잉 이용될 위험이 없습니다 .
낮은 생태학적 영향 . 태양 에너지는 환경을 오염시키지 않으며 환경에 해를 끼치는 복잡한 원료 추출 과정 도 필요하지 않습니다 . 다른 에너지원에 비해 태양 에너지 장비는 제조 과정에서 발생하는 환경 영향에 국한되어 환경에 미치는 영향이 낮습니다.
저축 . 태양은 전 세계에 무료로 방출되기 때문에 이는 값싼 에너지 모델입니다. 필요한 장치를 설치하려면 초기 비용이 필요하지만 중기적으로 투자 비용이 회수됩니다.
접근성 . 상대적으로 설치가 용이하고 태양 에너지 장치의 자율성 덕분 에 전력망에서 멀리 떨어진 농장과 농촌 정착촌에서도 전기를 이용할 수 있습니다.
보안 .원자력이나 화석 연료와 같은 다른 유형 의 에너지에서 파생되는 건강 위험을 나타내지 않습니다

태양 에너지의 단점

높은 에너지 생산량을 얻으려면 넓은 영토가 필요합니다.

큰 이점에도 불구하고 태양 에너지는 다른 에너지원과 마찬가지로 몇 가지 단점도 있습니다. 일부는 다음과 같습니다:

가변성 . 태양 에너지는 균일하지도 않고 일정하지도 않습니다. 날씨 , 시간, 연중 시간과 같은 요인이 사용 가능한 태양 에너지의 양에 영향을 미칩니다. 일사량이 적은 곳도 있으므로 그 사용은 실행 가능한 선택이 아닙니다.
환경에 부정적인 영향을 미칩니다 . 태양 에너지 자체는 오염되지 않지만, 에너지 장비 제조 과정 에서 온실 효과를 증가시키는 가스가 발생 하고 기타 독성 물질 도 생성됩니다 .
초기 비용 . 에너지를 얻는 것은 매우 경제적이지만, 필요한 기술의 양을 고려할 때 태양광 발전소의 설치 비용은 여전히 상당히 높습니다.
위치 . 높은 태양 에너지 생산량을 얻으려면 넓은 표면이 필요하지만 많은 경우 이는 달성하기 어렵습니다. 사막 지역은 일반적으로 햇빛을 많이 받고 넓은 평야를 이용할 수 있지만 동시에 인간 거주지와는 매우 멀리 떨어져 있습니다.