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태양열에너지

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by

한솔 김

on 30 September 2013

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Transcript of 태양열에너지

태양에너지
20071579 신용철20111619 김한솔
태양광 발전은 태양광 셀(태양전지)을 이용, 광전효과를 통해 발전하는 방식
빛이 전기로 변환
태양광 에너지
태양열 에너지
집열 반사경에 의해 태양열을 한 곳에 모아 비열 용적이 큰 액상의 축열재를 260-560℃로 승온시킨 후 물탱크 속을 흘러가면서 증기를 발생시켜 발전용 터빈을 돌려 전기를 발생
태양열을 모으는 집열 장치, 실제로 전기를 생산하는 발전 장치, 모아진 열에너지를 축적하는 축열 장치로 나뉜다.
집열 장치 – 태양열 조리기
모아진 열을 이용해서 물을 끓여 증기를 발생시킨 후, 그 증기의 힘으로 터빈을 돌려 발전하는 장치
우라늄, 석탄, 석유 대신에 태양열을 이용

발전 장치
- 실제 전기가 만들어지는 부분
축열 장치
수 백, 수 천 개의 큰 거울이 모여 돋보기로 빛을 모으듯 한 곳으로 태양열을 모아 터빈을 돌릴 수 있을 만큼의 증기를 만들어낸다.
흡열계는 들어오는 빛은 투과하여 열을 얻고 발산되는 열은 막아주는 역할

모아진 열을 발전에도 활용하지만 저장해 두기도 한다.
축열장치는 얻어진 열을 저장하는 장치로 축열매체에 따라 축열하는 온도가 다르다.

태양열에너지와 태양광에너지의 차이
열을 모아 다른 물질에 저장시킨 후 터빈을 돌려 전기에너지를 생산
저장해둔 열에너지로 발전 가능(일몰 후 약 8시간 추가 발전 가능)
태양광발전에 비해 부지면적이 절반 정도 필요
태양열 발전
빛 에너지를 바로 전기 에너지로 변환
빛이 있을 때만, 즉 낮에만 발전이 가능

태양광 발전
태양열 에너지의 단점
많은 비용이 수반, 넓은 땅이 있어야 한다.
화력 발전은 1,000kW당 약 325평 필요, 태양열 발전은 약 8,560평 필요 -> 주로 사막에 지어짐 (집열판 청소를 위해 많은 물이 필요하다는 문제점이 있다)
DESERTEC [=desert + technology]
프로젝트
지구촌의 모든 사막이 6간동안 받는 태양에너지는 인류 전체가 1년동안 소비하는 에너지보다 더 많다.
북아프리카 및 중동 지역에 대규모 태양열 발전소를 건설, 그곳에서 생산된 전기를 유럽에 공급
2050년까지 전 유럽의 15%를 충당
사하라사막에서 생산되는 전기를 유럽이나 중동에 판매하면서 아프리카는 빈곤을 해결하고 유럽도 저렴한 가격으로 청정 에너지를 얻을수있어 서로가 만족할수 있다.
DESERTEC 프로젝트
한국의 태양열 발전
“세계 태양열발전시장이 급속도로 성장할 것으로 예측되고 있지만 한국은 팔짱만 끼고 있다. 국내에서 진행중인 실증연구사업은 규모면에서 세계적인 추세에 역행하고 있다”
‘국내 기후에 맞지 않다?’
우리나라 직달일사량은 중부 이남지역일대에 적합한 것으로 조사
(메스슨, 보스톤, 시애틀 지역보다 40%이상 많은 것)

‘작은 국토?’ 태양광보다, 태양열
태양열발전중 CLFR방식은 태양광발전에 비해 부지면적이 절반정도 필요해 땅이 좁은 우리나라에 적합하다.
제도적 지원이 문제
태양광 발전은 REC(신재생에너지공급인증서) 가중치를 높게 부과, 연차적으로 별도 의무량 부과
태양열은 REC 적용대상에서조차 제외

美세계최대 태양열발전소, 태양광으로 변경건설
독일 솔라밀레니엄은 태양광 모듈 가격 하락을 계기로 미국 캘리포니아에 세계 최대 규모인 1GW급 태양열발전소를 건설한다는 계획을 변경해 1단계로 500㎿급 태양광발전소를 짓기로 했다. 나머지 500㎿에 대해서는 추후 결정을 내린다는 방침이다.
사막에 수많은 유리판을 설치하고 햇빛을 반사해 중앙의 거대한 탑으로 모으는 방식을 사용
돋보기로 햇빛을 모아 종이를 태우는것처럼 탑에 모인 햇빛이 물을 끓여서 증기를 만들고 그 증기로 터빈을 돌려 전기를 만든다는 것
지금까지 태양광 산업을 이끌어온 나라가 일조량이 적은 독일이라는 것을 볼 때 변수는 많이 있다는 것도 알 수 있다.

타워형 태양열 발전소 완공 - 대구
이 발전소는 50㎙ 높이의 태양열 흡수 타워와 직경 2㎙의 반사판 450개, 200㎾급 발전 터빈, 관리동 등을 갖추고 있다.
반사판들이 태양열을 타워 상부의 흡수기에 집열시켜 모은 고온의 열에 스팀터빈 등을 돌리면 시간당 200㎾ 가량의 전기를 생산하게 되는 것
타워형 태양열 발전소는 스페인, 미국 등에선 이미 가동되고 있는데 국내는 이번이 처음이다.
9월 본격 가동에 들어갈 예정

전남 여수 화정 하화도
가 구 수 : 34가구(120명)
설치년도 : 1995. 10
하화도 태양광발전 시스템
도서지역의 전원 해결 방안으로 농어촌 전화 촉진법에 의거하여 시행된 시설로 도서지역의 태양광 발전시설 표준모델로서 24 시간 전원 공급중
현재까지 보조발전기 사용시간이 총1200시간으로 태양광 의존율이 95%이상임
와도 태양광발전 시스템
위 치 : 경남 고성 삼산 와도
가 구 수 : 13가구(20명)
설치년도 : 1997. 5
1997.5월 대체에너지 시범사업으로 설치된 시설로써 현재까지 24 시간 전원 공급 중
현재까지 보조 발전 사용 시간이 총 200시간으로 태양광 의존율이 95%이상임
마라도 유인등대
위 치 : 제주도 남제주군 마라도
가 구 수 : 등명기 및 숙소부하
설치년도 : 1998. 11
1997.8월 본 연구소의 설계에 의하여 시설하여 운영중
현재까지 마라도 등대를 기본으로 하여 총 22개소 유인등대가 태양광으로 운영하고 있으며, 일부(3개소)는 원격 운전하고 있음
마포아트센터 - 태양열 급탕시설 장치
수영장 및 샤워시설에 온수 공급
연간 태양열 예상 발생열량은 299.872Mcal/year로 연간 2900~3000만원의 도시가스요금 절감이 예상
특히 수영장 기계실에 설치돼있는 태양열급탕배관을 주기계실의 급탕탱크 보충수관에 연결, 태양열급창설비 이용효율화를 통한 에너지절감도 가능
완공일 : 2009년 4월
설비용량 :
태양열 집열기 228매, 축열탱크 1만 5000L
부산대 간호대학 - 태양열 급탕시스템
완공일 : 2008년 12월
설비용량 : 400m2
간호대학 옥상에 설치된 태양열급탕시스템은 단일진공관형
집열기 디자인 컨셉을 간호대학에 부합하는 백의의 천사 날개를 형상화
태양열의 일일 평균획득열량은 66만 5000kcal/day
그린하우스 복합시스템
화석연료를 거의 사용하지않고
지열냉난방과 대기열, 태양열과 태양광을 복합적으로 시스템화
완공일 : 2008년 6월
설비 용량 : 태양열 온수기 300L, 태양광 3kW

태양열에너지
태양광에너지
태양열 시스템
평판형 태양열 집열기
단일진공관 태양열 집열기
이중진공관형 집열기
단일진공관 이후로 가장 최근에 개발된 방식
열매체 수송관을 이중관을 사용하여 열매체가 진공튜브 내부를 순환하게 만들었다.
열효율이 많이 높지는 않다.

태양열 온수기 설치 - 강원 철원
평판형과 진공관형의 장단점
태양열 온수기 원리
계통연계형 태양광 발전
경사지에 설치된 반투명 태양광 모듈
일본 카나자와 역사의 유리투명 모듈
태양광 모듈도 태양빛에 수직하도록 움직여준다.
태양열 에너지 스타디움 - 타이완
태양광 발전기 - 부산 빌라
태양열 발전소(예정) - 모하비 사막
'스털링 에너지 시스템' 사의 태양열 발전기
독립형 태양광 발전
태양열 에너지의 사용 경로
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