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집광형 태양전지 모듈과 유리

전문가 제언: ○ 21세기에 들어와서 에너지의 고갈 문제가 심각하게 되었다. 인구가 증가하고 풍요로운 생활을 누리기 위해서 화석연료를 많이 소비한 결과 화석연료의 가격이 급등하게 되었고 또 대기 중에 탄산가스의 배출량이 많아서 지구온난화 등 기후변화를 불러오게 되었다.

○ 이산화탄소를 배출하지 않으면서 친환경적이고 지속적인 에너지를 공급하는 에너지원으로서 태양에너지는 무궁무진한 자원으로 일체의 공해를 일으키지 않는 것이 장점이다. 태양에너지를 이용하는 방법은 열을 직접 이용하는 방법, 태양에너지를 전기적 에너지로 변환하는 방법, 태양에너지에 의한 화학적 반응을 이용하는 방법 등이 있다.

○ 본 논문에서는 태양에너지를 모아서 태양전지로 발전하는 과정에서 빛을 모으는 방법으로 렌즈, 반사경 및 Cassegrain 광학계를 이용한 방법 등 집광방법에 대하여 소개했다. 프레넬 렌즈에 의한 방법은 평행한 빛을 평면 배열된 렌즈를 통과하면서 한 곳으로 모이게 하는 방법이고 반사경형과 Cassegrain 광학계를 이용한 방법은 빛의 반사를 이용하여 평행광선을 한 곳으로 모이게 하는 방법이다.

○ 빛을 모으기 위한 렌즈의 경우도 적당한 굴절률로 빛의 방향을 바꾸어야 하며 반사에 의하여 빛을 모을 때도 광학 원리상 반사경인 유리의 굴절률이 높을수록 빛을 반사하는 능력이 높아진다. 유리의 굴절률과 밀도의 관계를 엄밀히 검토하여 밀도를 높이지 않는 범위에서 굴절률을 높이는 방법을 강구하여 집광효율을 높이면서 집광장치의 중량을 늘이지 않는 방법을 모색할 필요가 있을 것이다.

○ 집광장치는 대기 중에 노출되어 사용할 경우도 생각해야 하므로 유리의 화학적 내구성이나 기계적 성질 및 열적 성질도 면밀히 검토하여 심한 사용조건에도 오래 견딜 수 있는 재료개발에 힘을 기울여야 한다.

저자: H. Nishimura
자료유형: 학술정보