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11304Kim namhyun 고1 pc캠프

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by

young kim

on 22 December 2015

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Transcript of 11304Kim namhyun 고1 pc캠프

&연구 동기
대부분 관공서나 학교의 태양광 발전시설은 태양광 전지판을 설치한 후

1.
지정 관리자의 부재 및 설치 장소(지붕 혹은 높은 거치대 위)의 위험성으로
인해서 관리가 전무한 상태

2.
태양광 전지판은 햇빛이 잘 드는 높은 곳(지붕 등)에 설치되어 있기 때문에
사람이 청소하기도 힘들고 위험

이러한 원인으로 시간이 갈수록 오염원에 의해 발전 효율이 저하 되고 있는데 정확한
원인을 인식하지 못하고 있다.

&연구 목적
이물질이 태양광전지판에 부착되어 효율이 떨어짐을 사람들이 인식하지 못하고
있다. 인식했다 하더라도 지정 관리자의 부재 및 높은 곳에 위치한
위험 때문에 청소를 하지 못해 발전 효율이 점차 떨어지고 있다. 그래서 우리는
실험을 통해 태양광 전지표면에 이물질이 부착되어 효율이 얼마나 떨어지는지
알아보고 그 해결책 또한 알아보려 한다.
전압계와 전류계를 사용해 태양광전지판의 전압과 전류를 측정하고 측정한 전압과 전류를 곱해 현재 태양광전지판이 내고 있는 전력을 계산해낸다.


법칙
발전량P, 전압V, 전류I로 할 때
발전량은 전압과 전류에 비례

P(전력)=VI


선행연구정리

태양

발전은 태양


발전과 엄연히 다른 것으로 일반적으로
혼동해 쓰이지만 태양열 발전은 태양의 열을 이용해 발전하는 것으로
태양광 발전과 전혀 관련이 없는 기술이다
태양광 발전은 태양의 빛에너지를 광전지 사용을 통해
전기에너지로 변환시켜 전기를 생산하는 발전기술로 햇빛을 받으면
일어나는 광전효과(물체가 빛을 받았을 때 표면에서 자유 전자를 방출하는 효과)에 의해 에너지를 발생시키는 태양전지를 사용해 발전한다.

http://serviceapi.nmv.naver.com/flash/convertIframeTag.nhn?vid=071C45A49692BB0334871B6811099841C5E0&outKey=V126d8b4906b0b213205f2404d0ccb3f7c0946f4917898a0a4bfe2404d0ccb3f7c094&width=720&height=438
팀명 그린칼라는 그린(green:친환경의 상징인 녹색)과
칼라(collar:셔츠 깃을 의미하는 칼라)를 합친
언어로. 대체에너지 개발 연구원, 친환경산업
종사자등을 지칭!!!!!!

위 실험을 통해 주변에서 흔히 접할 수 있으며 꾸준한 청소가
없다면 필연적으로 생길 수밖에 없는
오염원들에 의해서 태양광 전지판의 효율이 얼마나 크게 영향을
받는 지 알 수 있다.
그렇다면 이제 태양광 전지판의 청소를 통해 효율이 얼마나
올라가는지 확인해보자.


green
collar

연구방법
각종 오염원으로 인해 떨어지는 효율 연구
(주어진 환경<일사량>이 동일하지 않은 야외에서 진행해 실험에 오차가 있을 수 있음!!)
문제점에 대한 개선 방안

지금은 수동으로 와이퍼를 사용해 오염원을 제거하는 실험을 했다. 하지만 태양광전지판이 설치되는 장소가
주로 햇빛을 많이 받을 수 있는 높은 장소이기 때문에 수동으로 청소를 하는 데는 한계가 있다. 때문에 자동으로,
주기적으로 오염원을 제거 할 수 있는 장치를 고안 해 보았다. 컴퓨레샤의 압력으로 정수기 호스를 통하여 필요
할 때마다 물과 공기를 내보내 오염원을 제거 할 수 있다. 물통의 개폐기를 닫으면 공기만 나와서 건조 및 공기를 통한
오염물 제거를 할 수 있다. 오염의 정도가 심하면 물통의 개폐기를 열어서 정수기 호스의 틈으로 물을 쏘아서 오염원을
제거 할 수 있다.
(필요에 따라서 온수 냉수 선택이 가능하고 물통의 종류에 따라서는 순수한 물과 세제를 선택해서 사용 가능하다.)

구멍이 뚫려 있는 호스가 주위에 설치되어 있는 태양광전지판

컴퓨레샤
지금 현재 각 지역에 설치되어 실제 발전하고 있는 태양광 전지판의 경우 청소할 때 위험하지도 않으면서도 전지판에 손상이 가지 않도록 위에 소개되어 있는 키가 큰 브러시와 세제를 사용하면 굳이 높은 곳에 올라가지 않고 안전하면서도 무리 없이 청소를 할 수 있다.
또한 일사량이 가장 많은 3월과 8월 전(2월,7월 경) 즉 일 년에 2번 정도의 청소를 한다면 최상의 발전 효율을 볼 수 있다.
결론
출처
에너지 관리공단
EU PV Solar energy Conference
경상남도교육외국어영재교육원 강동구청
KBS뉴스광장
솔라플러스(태양광 청소 전문 업체)
지금까지 저희
G.C
의 발표를 들어주셔서 감사합니다.

태양광 전지표면에 이물질이
부착 되어 떨어지는 에너지 효율
연구와 이를 개선할 해결책 연구


2015학년도 배재자율탐구대회(2그룹)논문

팀장:김남현
탐원:김민균
팀원:전민표

오염원에 의해
떨어지는 태양광발전
효율에 대한 관리자들의
인식 조사
날짜: 8월 8일
장소: 경상남도교육청 외국어영재교육원
1)관리환경
-학교건물 옥상에 비치되어 사용되고 있음
2)관리인 유무
-지정된 관리인이 따로 존재하지 않으나 건물 총관리인이 주기적으로 점검 및 관리
3)효율
-태양광 전지판이 넓지 않아 실질적인 효율이 높지 않지만 에너지 생산에 기여할 정도의 효율(형광등을 켤 수
있는 정도)은 지니고 있음
4)전지판에 대한 관리
-전지판을 점검할 때 나뭇가지나 낙엽이 너무 많이
떨어져 있다면 치우는 정도. 전지판이 지붕에 설치되어
있어 관리가 쉽지 않으며 관리의 필요성 또한
크게 못 느낌.
날짜: 8월 10일
장소: 강동구청
1)관리방법
- 태양광전지판을 사용하려면 높은 곳에 설치해 전기를 생산하도록 해야 하는데 이 과정에서 지붕이 없는 경우, 봉을 길게 만들어 태양전지판을 설치함. 그래서 관리하기가 힘듦. 게다가 반도체로 만들기 때문에 충격을 조금 심하게 주면 손상이 감. 그러기 때문에 청소는 주로 호스로 물을 뿌려서 함.

2)청소하는 과정, 손상정도
- 올라가지 않고 밑에서 비스듬하게 호스로 전지판에 물을 뿌려 닦기도 하지만 이 과정에서는 옷이 젖기 때문에 대체적으로 사다리를 타고 닦는 편임. 그런데 문제는 물을 뿌릴 때 수압조절을 못해서 전지판이 손상되는 경우가 있음. 손상이 되면 전체적으로 전기 생산율이 현저하게 떨어지기 때문에 전지판을 청소하기가 매우 번거롭고 조심할 필요가 있음.

태양광발전 효율 저하에 대한 관리
자들의 인식 조사에 대한 고찰

이물질에 의해 떨어지는 태양광발전의 효율에 대해 인식을 못하고 있거나 청소가 번거롭고 위험해 청소가 잘 이루어지지 않고 있어 효율이 점차 떨어짐. 논문을 찾기 힘들 정도로 이러한 문제는 잘 다루어지지 않고 있음. 또한 대부분 높은 곳에 설치되어 있는 전지판은 사람이 직접 청소하기 힘들고 위험함.
태양광 발전에서 1% 효율을 증가 시키는데도 막대한 연구 인력과 개발비가 필요하다.
이러한 상황에서 우리는 또 다른 신재생에너지를 연구하는 것 보다 이미 개발된 태양광전지판
이라는 에너지원에서 어떻게 하면 효율을 향상 시킬 수 있을지 주목하고 연구해보아야 한다.

막대한 자원을 들여 고효율 태양광전지판을 개발하기보다는 주변 환경조건을 개선하고
적절한 관리를 통해 태양광 발전 효율을 최상의 상태로 유지하는 것이 더 중요하다.
태양광전지 청소의 필요성에 대한 인식을 개선해 1,971GWH용량(2015년 이후)의
태양광전지의 효율을 1%만이라도 올린다면 20GWH의 발전 용량을 새로 증설 하는
효과를 얻을 수 있다.
(일반가정 3KW로 가정, 20,000,000/3=6,666,667가구의 태양광발전을 새로 증설하는 효과)이러한 인식 개선을 위해서는 전문화된 연구기관의 심화 연구가 필요하며 연구를 통해 태양광전지표면에 부착된 이물질이 발전 효율을 얼마나 저하하는지 일반 대중에게 적극적으로 홍보해야한다. 석유를 비롯한 각종 지하자원이 서서히 바닥을 드러내고 있는 지금, 인류에게 신재생에너지는 하나의 선택지가 아닌 반드시 갈 수 밖에 없는 예정지이다.
막대한 자원을 들여 새로운 신재생에너지를 개발하는 것도 중요하지만 더 중요한 것은 이미 개발된 태양광전지판의 효율을 최상의 상태로 유지하는 것이다.
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