신재생사업부

태양광, 태양열, 지열 등을 이용한 청정에너지를
사용 가능한 에너지로 만듭니다.

신재생사업부

재생 에너지는 태양광이나 태양열, 물 등 자연 상태로 존재하는 자원을 변환하여 사용 가능한 에너지로 만든 것을 말한다.

신재생 에너지가 차세대 자원으로 각광받고 있는 이유는 화석연료와는 다르게 환경오염이 심하지 않고, 안정적으로 에너지를 생산할 수 있기 때문이다. 현재 신재생사업부는 신재생에너지를 계속해서 연구를 하고 있다.

주요 사업분야

  • 지열
  • 태양에너지
  • 태양광
 
 
 
 
 

지열에너지기술

  • 지열에너지는 물, 지하수 및 지하의 열 등의 온도차를 이용하여 냉, 난방에 활용하는 기술입니다.
  • 태양열의 약 47%가 지표면을 통해 지하에 저장되며, 이렇게 태양열을 흡수한 땅속의 온도는 지형에 따라 다르지만 지표면 가까운 땅속의 온도는 대략 10℃ ~ 20℃정도 유지해 열펌프를 이용하는 냉난방시스템에 이용 합니다.
  • 우리나라 일부지역의 심부(지중 1 ~ 2 km) 지중온도는 80℃정도로서 직접 냉난방에 이용 가능 합니다.
 
 

시스템구성도

 
 

지열기술

  • 지열시스템의 종류는 대표적으로 지열을 회수하는 파이프(열교환기) 회로구성에 따라 폐회로(Closed Loop)와 개방회로(Open Loop)로 구분됩니다.
  • 일반적으로 적용되는 폐회로는 파이프로 구성되어 있는데, 파이프내에는 지열을 회수(열교환)하기 위한 열매가 순환되며, 파이프의 재질을 고밀도폴리에칠렌이 사용됩니다.
  • 폐회로시스템(폐쇄형)은 루프의 형태에 따라 수직, 수평루프시스템으로 구분되는데 수직으로 100~150m, 수평으로는 1.2~1.8m정도 깊이로 묻히게 되며 상대적으로 냉난방부하가 적은 곳에 쓰입니다.
  • 개방회로는 수원지, 호수, 강, 우물 등에서 공급받은 물을 운반하는 파이프가 개방되어 있는 것으로 풍부한 수원지가 있는 곳에서 적용 될 수 있습니다.
  • 폐회로가 파이프내의 열매(물 또는 부동액)와 지열 가 열교환 되는 것에 비해 개방회로는 파이프 내로 직접 지열 source가 회수되므로 열전달효과가 높고 설치비용이 저렴한 장점이 있으나 폐회고에 비해 보수가 필요한 단점이 있습니다.
 
 

열순환장치

열순환 도중, 액체는 지상에서 열을 추출하는 반복을 통해서 회람한다. 열 에너지는 지구열학적인 단위로 옮겨진다. 단위는 고열에 추출한 열을 압출하고 당신의 가정에 정상적인 덕트 체계 또는 복사열 체계를 통해서 전달한다.

냉각주기

냉각을 위해, 과정은 단순히 반전한다. 지구가 뜨거운 열에 기온보다는 매우 더 차갑기 때문에, 지구열학적인 체계는 가정에 열을 제거하고 지상으로 저축한다. 액체는 지상온도에 의해 냉각되고 당신의 가정 냉각을 위한 단위에 돌려보내진다.

 

수직형(VERTICAL TYPE)

 
 
 

태양열 시스템

  • 태양광선의 파동성질을 이용하는 태양에너지 광열학적 이용분야로 태양열의 흡수, 저장, 열변환 등을 통하여 건물의 냉난방 및 급탕등에 활용하는 기술 입니다.
  • 태양열 이용기술의 핵심은 태양열 집열기술, 축열기술, 시스템 제어기술, 시스템 설계기술 등이 있으며 태양열은 태양으로부터 오는 복사광선을 흡수해서 열에너지로 변환 또는 저장시켜 건물의 냉난방 및 급탕 등에 활용하는 기술로 집열기의 형태에 따라 평판형, 이중진공관형, 단일 진광관형 등이 있습니다.
 
 

태양열 온수시스템이란?

무한 청정 에너지원인 태양열을 집열하여 온수를 생산하는 시스템으로 무공해 대체에너지인 태양열을 이용하므로 환경오염의 우려가 없으며 무상의 태양에너지를 이용, 연료비가 들지 않는 차세대 온수시스템입니다.

 
 

태양열 시스템구성

  • 집열부 : 열 시점과 집열량이 이용시점과 부하량에 일치하지 않개 때문 필요한 일종의 버퍼(buffer) 역할을 하는 열저장 탱크
  • 이용부 : 태양열 축열조에 저장된 태양열을 효과적으로 공급하고 부족할 경우 보조열원에 의해 공급
  • 제어장치 : 태양열을 효과적으로 집열 및 축열하고 공급, 태양열 시스템의 성능 및 신뢰성 등에 중요한 역할을 해주는 장치
 
 

태양열 시스템구성요소

 
 

태양열 시스템의 장점

  • 친환경 청정, 무제한 에너지:친환경 에너지 오염되지 않은 청정에너지, 고갈되지 않는 무한 에너지원
  • 유지보수가 용이 : 저가의 유지보수비용, 다양한 적용 및 이용성
  • 긴수명 (20년 이상, 반영구적) : 반영구적으로 설치 시 고장이나 결함 최소화
 
 
 

태양광 이용기술

  • 태양광 발전은 태양의 빛에너지를 변환시켜 전기를 생산하는 발전기술 (햇빛을 받으면 광전효과에 의해 전기를 발생하는 태양전지를 이용한 발전방식)
  • 태양광 발전시스템은 태양전지(solar cell)로 구성된 모듈(module)과 축전지 및 전력변환장치로 구성됨
 
 

태양전지

  • 태양에너지를 전기에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로서 금속과 반도체의 접촉면 또는 반도체의 pn접합에 빛을 조사(照射)하면 광전효과에 의해 광기전력이 일어난는 것을 이용한 것입니다.
  • 금속과 반도체의 접촉을 이용한 것으로는 셀렌광전지, 아황산구리 광전지가 있고, 반도체 pn접합을 사용한 것으로는 태양전지로 이용되고 있는 실리콘광전지가 있습니다.
 
 

PN접합에 의한 태양광 발전원리

  • 태양전지는 실리콘으로 대표 되는 반도체이며 반도체기술의 발달과 반도체 특성에 의해 자연스럽게 개발되었습니다.
  • 태양전지는 전기적 성질이 다른 N(negative)형의 반도체와 P(positive)형의 반도체를 접합시킨 구조를 하고 있으며 2개의 반도체 경계 부분을 PN접합(PN-junction) 이라 일컷습니다. 이러한 태양전지에 태양빛이 닿으면 태양빛은 태양전지속으로 흡수되며, 흡쉬된 태양빛이 가지고 있는 에너지에 의해 반도체내에서 정공(正孔:hole)(+)과 전자(電子:electron)(-)의 전기를 갖는 입자(정공, 전자)가 발생하여 각각 자유롭게 태양전지 속을 움직이지만 전자(-)는 N형 반도체쪽으로, 정공(+)은 P형 반도체쪽으로 모이게 되어 전위가 발생하게 되며 이 때문에 앞면과 뒷명에 붙여 만든 전극에 전구나 모터와 같은 부하를 연결하게 되면 전류가 흐르게 되는 데 이것이 태양전지의 PN접합에 의한 태양광발전의 원리입니다.
 
 

1.대표적인 결정질 실리콘 태양전지는 실리콘에 보론(boron:붕소)을 첨가한 P형 실리콘반도체를 기본으로 하여 그 표면에 인(phosphorous)을 확산시켜 N형 실리콘 반도체층을 형성합으로서 만들어집니다. 이 PN접합에 의해 전계(電界)가 발생합니다.

2.이 태양전지에 빛이 입사되면 반도체내의 전자(-)와 정공(+)이 여기되어 반도체 내부를 자유로이 이동하는 상태가 됩니다.

3.자유로이 이동하다가 PN접합에 의해 생긴 전계에 들어오게 되면 전자(-)는 N형 반도체에, 정공(+)은 P형 반도체에 이르게 됩니다. P형 반도체와 N형반도체 표면에 전극을 형성하여 전자를 외부 회로로 흐르게 하면 전류가 발생됩니다.

 
 

태양광의 특징 및 시스템 구성도

장점단점

장점

에너지원이 청정/무제한
필요한 장소에서 필요량 발전가능
유지보수가 용이, 무인화 가능
긴수명(20년이상)

단점

전력생산량이 지역별 일사량에 의존
에너지밀도가 낮아 큰 설치면적 필요
설치장소가 한정적, 시스템 비용이 고가
초기투자비와 발전단가 높음
 
 

태양광발전 시스템 구성도

 
 

태양광 발전기술의 분류

  • 태양전지(solar cell, xolar battery) : 재료에 따라 결정질 실리콘, 비정질실리콘, 화합물반도체 등으로 분류
  • Si계 태양전지
    • 결정질 Si
    • 기판형(단결정:Single Crystalline Si, 다결정:Poly-Crystalline Si), 박막형(Poly-Crystalline Si Thin Film)
    • 비결정질 Si 박막(a-Si Thin File)
  • 화합물 반도체 태양전지
    • Ⅱ-Ⅵ족 : CdTe, CIS등
    • Ⅲ-Ⅴ족 : GaAs, InP, InGaAs 등
    • 기타 : Quantum Dot Cell, Dye Cell등
  • 시스템이용 : 독립형, 계통연계형, 복합발전형