태양 전지판은 365일 전기를 생산할 수 있는 잠재력을 가지고 있다

열전발전 밤에 태양 전지판에서 전기를 생성하는 원리 Canva

 

태양 전지판은 365일 전기를 생산할 수 있는 잠재력을 가지고 있다

 

최근 엔지니어들은 밤에 태양 전지판에서 전기를 생성하는 원리를 고안했다고 합니다.

 

이 시스템은 냉각 패널에서 나오는 적외선을 포착하여 소량의 전기를 생성합니다.

아직 시스템이 매우 효율적이지 않기 때문에 전문가들은 지나치게 환영하지 않는 분위기입니다.

 

밤에도 전기를 생산할 수 있는 태양 전지판은 사실이라고 하기에는 많이 부족한 건 사실이지만  아무튼 가능성은 있습니다.

 

물을 만드는 태양 전지판에서 새로운 청소 방법에 이르기까지 과학자들은 항상 태양 전지판을 더 효율적이고, 유용하게 만드는 방법을 찾고 있습니다.

 

최근 스탠퍼드 대학의 엔지니어들은 태양 전지판 표면에서 반사되는 적외선을 사용하여 소량의 전기를 생성하는 열전 발전기를 고안했습니다.

기본적으로 밤에도 패널에서 전기를 생성합니다. 그러나 과학적으로 증명되었지만,  이것이 경제적인 가치는 아직 미지수입니다.

 

 

열전 발전이란?

 

열전발전 응용 분야의 가장 큰 도전 중 하나는 저온 열을 변환하는 것입니다.

 

왜냐하면 거의 실온에서 효율이 매우 매우 낮기 때문입니다.

이 경우 문제는 에너지 함량이 적고 밤까지 기다리면 어떤 경우에도 방사선을 통해 일부 에너지를 잃는다는 것을 의미한다고 합니다.

 

열전 발전기를 일반 태양 전지판에 장착하고 장치를 사용하여 밤에 태양 전지판 표면에서 나오는 적외선으로부터 소량의 전기를 생성했습니다.

 

열전 발전기는 맑은 하늘을 직접 가리킬 때 주변 공기와 태양 전지판 표면 사이의 약간의 온도 차이를 이용하여 소량의 전기를 생산합니다.

 

태양은 엄청난 양의 에너지를 지구로 보내지만, 그중 일부가 온실 가스에 갇히는 것을 제외하면 행성은 복사 및 냉각으로 알려진 과정에서 받는 에너지의 대부분을 적외선 복사 형태로 사실상 내보냅니다.

 

이 과정은 고대 인도와 이란에서 물을 얼고 얼음을 만드는 데 사용되었으며 구름이 지면을 향해 적외선을 반사하기 때문에 구름이 없는 밤에 가장 잘 작동합니다.

 

태양이 사라질 때 에너지를 포착하는 새로운 방법을 고안했습니다. 태양 전지판이 냉각되면 빠져나가는 광자는 열을 운반하며, 연구원들은 열전 발전기로 이 열을 포착하여 전기로 변환합니다.

 

과학자들은 2019년에 처음으로 적외선 캡처를 시도했으며 이제 스탠퍼드 대학 연구원들은 이 기술을 일반 태양 전지판과 결합하여 접근성과 효율성을 높였습니다.

 

 

 

열전 원리의 증거

 

 

맑은 밤에 스탠퍼드 대학 옥상에서 테스트한 "Assawaworrarit" (열전발전) 장치는 태양 전지판 1제곱미터당 대략 50 밀리와트 또는 0.05와트를 생성합니다.

 

대조적으로, 태양 전지판은 일반적으로 낮 동안 평방미터당 약 150와트를 생성할 수 있습니다. 숫자를 원근감 있게 표현하기 위해 작은 LED 전구는 18와트의 전력을 소비합니다.

 

50밀리와 트는 엄청난 숫자는 아니지만, 연구원들은 이 기술이 대규모로 적용될 때 그 숫자가 더해진다고 주장합니다. 밤에 이러한 종류의 에너지가 아무리 미미하더라도 유용할 수 있는 응용 프로그램이 많이 있습니다.

 

특히 세계 인구의 상당 부분이 24시간 내내 전기를 사용할 수 없다는 점을 고려할 때 특히 그렇습니다.

 

그리고 이것은 시작일 뿐입니다.

Assawaworrarit는 약간의 작업과 더 좋은 기상 조건으로 연구원들이 장치에서 생성되는 전기의 양을 두 배로 늘릴 수 있으며 이론적인 한계는 평방미터당 약 1 또는 2와트라고 덧붙였습니다.

 

연구원들은 이 시스템이 평방미터당 최대 와트를 생성할 수 있다면 비용 측면에서 매우 매력적일 수 있다고 믿습니다.

 

한 예를 들자면 야간 태양 전지 패널은 2020년 미국 캘리포니아 대학 데이비스(University of California Davis)의 제레미 먼데(Jeremy Munday) 교수가 만들고 '항 태양 전지(anti-solar cell)'를 만든 이 방법을 사용하면 밤하늘에서 전기를 수확할 수 있었다고 합니다.

 

올해 실시된 연구에 따르면 이러한 야간 태양 전지판은 휴대폰을 충전할 수 있을 만큼 충분한 에너지를 생산합니다.

 

 

효율성 위한 과제

 

 

그러나 이러한 종류의 효율성을 달성하기 위해 시스템이 가야 할 몇 가지 방법이 있습니다.

 

기술이 실제로 적용되기 전에 누군가는 초기 기술 시장 평가와 결합된 우수한 에너지 분석을 수행해야 합니다. 게다가, 신뢰성과 효율성에 비해 열전 발전기의 비용이 태양 전지와 함께 사용하기에 적합하지 않다고 생각합니다.

 

야간 태양 전지는 기존 에너지 인프라를 대체할 가능성은 없습니다. 그리고 기술이 효과가 있다는 것을 증명했지만 효율성과 성능에 관해서는 갈 길이 멉니다.

 

이 태양 전지판은 프로토 타입 일 수 있지만, 상용화되면 일조량이 낮은 곳에서 에너지를 제공할 수 있습니다.