태양광 발전의 원리와 태양광 발전에 관한 오해들

 

 

1. 태양광 발전이란?

태양광 발전은 태양 빛을 전기로 바꿔주는 태양 전지를 이용하는 발전 방식. 태양광 발전의 원리는 다음과 같다.

 

 

태양광 발전은 거의 100% 에 가까운 친환경 에너지다.

 

 

① 먼저 태양광은 태양 전지에서 전기로 바뀐다.

태양 전지는 반도체의 한 종류. 반도체 같은 금속은 강한 에너지를 가진 빛을 받으면 전자를 방출한다. 이를 광전효과라고 한다. 광전효과로 인해 전자가 움직이면 전기가 발생한다. 태양 전지는 이렇게 발생하는 전기를 한 방향으로 모아 외부로 흘려보낸다. 현재 대부분의 태양 전지는 실리콘 반도체를 사용한.

 

 

② 태양 전지를 여러 개 이어 붙이면 태양광 패널(모듈, Module)이 된다.

태양 전지는 굉장히 얇고, 충격에 약하다. 이 태양 전지를 서로 연결해 단단히 고정하면 안정적이면서도 넓은 면적으로 태양광을 받아들이는 태양광 패널이 완성된다. 태양광 패널은 각 태양 전지에서 만들어진 전기 에너지를 적절한 전압과 전류로 바꿔 한곳으로 모아준다.

 

 

③ 태양광 패널에서 생산된 전기는 인버터(Inverter)를 통해 우리가 쓸 수 있는 전기로 바뀐다.

태양광 패널에서 만들어진 전기는 직류(DC) 전기 에너지. 그러나 우리가 가정에서 쓰는 전기는 교류(AC) 전기 에너지인데, 인버터는 직류 전기 에너지를 교류 전기에너지로 바꿔 가정에서도 사용할 수 있게 해준다.

 

 

2. 태양광 발전의 장점

 

 

① 100%에 가까운 친환경 에너지

태양광 발전은 화석연료와 달리 발전 과정에서 탄소 배출이 전혀 없는 저탄소 친환경 발전이다. 부품이나 설비를 제조, 시공, 철거하는 과정에서 탄소가 소량 발생할 수는 있다. 태양광 발전은 주변 환경에도 거의 영향을 주지 않는다. 발전 과정에서 진동이나 소음이 없기 때문이다.

 

 

② 쉬운 유지보수

태양광 패널은 설치해두면 기본적으로 15~25년은 유지된다. 따로 연료를 넣는 등 관리를 할 필요가 없다. 전기를 지속해서 생산하기 위해 드는 유지 비용이 거의 없다고 보면 된다. 태양광은 절대 고갈될 일이 없는 무한 에너지다. 이것이 화석 연료와의 큰 차이점이다.

 

 

③ 소규모 발전 가능

태양광 패널은 아파트 옥상, 창밖 등 비교적 좁은 공간에도 설치할 수 있다. 태양광 발전에 필요한 인버터 같은 장비도 크지 않다. 따라서 각 가정에서도 태양광 패널을 설치해 전기를 자급자족할 수 있다.

 

 

3. 태양광 발전에 대한 오해와 진실

 

 

대표적인 친환경 발전이지만 잘못 알려진 사실도 많다. 태양광 발전을 둘러싼 오해와 진실을 알아봤다.

 

 

# 태양광 패널에 중금속이 들어 있다?

국내에 들어와 있는 태양 전지는 90% 이상 실리콘 반도체를 사용해 제작된 태양 전지입니다. 실리콘은 모래와 비슷한 성분으로, 납이나 카드뮴 같은 중금속이 전혀 들어있지 않다. 특히 카드뮴이 들어 있는 태양 전지는 국내에서 수출도, 수입도 하지 않는다.

 

태양 전지를 연결해 태양광 패널을 만들 때, 전선을 연결하기 위해 소량의 납이 사용되는데, 국내 태양광 패널에는 0.02%도 채 되지 않는 극소량이 사용된다. 전자제품등자원순환법의 환경 기준인 0.1%보다 훨씬 낮다.

 

 

# 태양광 설비에서는 전자파가 나온다?

태양광 설비에서 전자파가 나오는 것은 사실이다. 대부분의 전자파는 전기의 형태를 바꿔주는 인버터에서 발생하는데, 태양광 발전의 경우 인버터에서 소량의 전자파만 발생한다. 인버터에서 발생하는 전자파는 전자레인지의 1/4 수준이며, 정부 안전 기준의 1% 수준으로 인체에 거의 영향을 끼치지 않는다.

 

 

# 태양광 패널은 눈부심을 유발한다?

태양광 패널은 흰색 페인트나 유리, 물보다 오히려 눈부심이 덜하다. 태양광 패널의 빛 반사율은 5~6% 수준으로 매우 낮다. 효율적인 태양광 발전을 위해서는 태양광 패널에서 반사되는 빛보다 흡수되는 빛이 많아야 한다. 그러므로 태양광 패널이 발전할수록, 반사되는 빛이 줄어들어 눈부심도 적어질 것이다.

 

 

# 태양광 패널은 주변 시설이나 환경에 나쁜 영향을 준다?

유럽뿐만 아니라 우리나라에서도 농가의 태양광 패널 설치를 허가하는 추세다.

농작물 근처에 태양광 패널을 설치해도 농작물이나 가축에 유의미한 변화가 없다는 연구 결과도 있다. 농가도 영농형 태양광 패널을 설치하면 전기를 판매해 수익을 올릴 수 있다.

 

대부분 태양광 패널은 빗물이나 지하수 등으로 물세척을 하는데, 태양광 패널은 밀봉 상태라 물세척을 해도 내부의 화학 물질이 새어 나오지 않는다. 가끔 세제로 세척을 할 때도 중성세제를 활용해 환경에 영향을 최소화한다.

 

태양광 패널이 수명을 다해도 패널을 해체해 90%의 부품을 재활용할 수 있다. 충북 진천의 태양광재활용센터는 2022년 상반기부터 가동을 시작했는데, 1년에 3,600t에 달하는 태양광 폐모듈을 처리할 수 있다.