2008프로젝트 태양열로 낼 수 있는 최고온도는 몇 도일까 보 고 자 : 박 승 호 양 평 교 육 청 부 설 영 재 교 육 원

차 례 탐구 동기 2. 지구의 에너지 문제 3. 대체에너지의 종류 4. 탐구 문제 5. 탐구기간 및 준비물 6. 태양열 오븐 제작 7. 탐구 과정 8. 탐구 결과 9. 느낀 점 10. 참고문헌

1. 탐구 동기 텔레비전에서 다큐멘터리를 보았는데, 태양열에너지와 바이오 가스등 천연 대체에너지를 사용하는 마을의 이야기와 또 하나는 인류에게 석유가 줄어드는 것을 경고하는 내용이었다. 나는 그 다큐멘터리를 통해 태양열에 대해 많은 궁금증과 호기심이 생겼고, 에너지 고갈의 두려움을 느꼈다. 그러기에 태양열을 프로젝트 주제로 삼는 계기가 되었다.

2.지구의 에너지 위기 석유가 점점 고갈 되어가고 있는 이 시대에, 일부 전문가들은 이미 피크오일(Peak oil)이 시작됐다고 주장한다. 그 결과, 에너지 전쟁이나 경제적인 쇼크가 빠른 시일 내에 닥쳐올 것이라는 주장을 하고 있다. 피크오일이란 기름의 생산량이 최고치가 되어서 앞으로는 더 이상 생산이 늘지 않고 오히려 기름의 생산량이 급격히 떨어지는 것을 말한다. 피크오일이 시작되어서 석유생산량이 줄어들었고 석유를 사용해야 하는 인간들이 지불해야 하는 대가는 매우 커져 버렸다. 출처: KBS다큐멘터리, 네이버

3. 대체에너지의 종류 에너지 파력 조력 풍력 수소 특징 바이오 가스 파도의 힘을 이용한다. 조수간만의 차를 이용한다. 바람이 프로펠러를 돌리면 그 힘으로 에너지를 만든다. 물의 한 성분인 수소를 사용하는데 그 양이 무한대이고 깨끗한 에너지이라 인류의 궁극의 에너지로 불린다. 동물의 배설물이나 식물 등의 생물에서 만들어지는 연료용 가스이다. 내가 선택한 태양열 에너지는 무한한 에너지이다. 고갈되지 않으며 태양이 죽기 전까지는 사용할 수 있다. 또한 태양열 에너지는 환경오염을 시키지 않는 청정에너지 이다. 하지만 태양열 에너지에도 단점은 있다. 태양열 에너지는 비가 오는 날이나 구름이 많이 낀 날에는 필요로 하는 에너지의 양을 얻을 수 없고, 면적 당 받을 수 있는 에너지가 적어서 땅을 많이 필요로 한다는 단점이 있다. 출처: 네이버 사전

4. 탐구 문제 탐구 기간 내에 태양열로 낼 수 있는 가장 높은 온도는 몇 도인가 ? 2. 끓는점이 높은 액체도 끓일 수 있는가? 3. 어떤 조건에서 가장 높은 온도가 나올 수 있는가?

5. 탐구 기간 및 준비물 탐구 기간 준비물 2008년 9월 16일~2008년 10월 24일 태양열오븐, 물, 기름, 계란, 감자, 300도 까지 잴 수 있는 온도계

6. 태양열오븐 만들기 가. 기초 틀을 만든다. (그릇을 넣을 오븐의 본체이다.)

6. 태양열오븐 만들기 나. 기초 틀에 벽을 붙인다.(열이 빠져나가는 것을 막는다)

6. 태양열오븐 만들기 다. 태양열을 모으는 집열판을 단다. (햇빛을 모아 본체로 보내는 역할을 하는 쿠킹호일을 붙일 곳이다)

6. 태양열오븐 만들기 라. 오븐에 문을 설치하고, 쿠킹호일(집열판)을 붙일 수 있도록 테이프를 붙인다.

6. 태양열오븐 만들기 마. 빛을 모으는 역할을 하는 쿠킹호일을 최대한 구겨지지 않게 붙이고, 빛을 오븐 내부로 통과시키기 위해 유리로 뚜껑을 대고 열이 빠져 나가지 못하도록 실리콘으로 밀봉한다.

7. 탐구 내용 실험횟수 1차 2차 3차 온 도 25.5도 34.5도 37.7도 가. 첫 번째 실험 날 짜 : 9월 27일    날    짜 : 9월 27일    날    씨 : 구름이 많고 흐림.    실험시간 : 12시 35분.    실험주제 : 달걀 삶기.    재    료 : 달걀5개, 물 500cc. 실험횟수 1차 2차 3차 온 도 25.5도 34.5도 37.7도 결   과 : 날씨가 흐려서 실패했다. 냄비와 물이 미지근해지고 계란이 저절로 깨졌다.

7. 탐구 내용 실험횟수 1차 2차 3차 온 도 25.5도 30도 32.2도 나. 두 번째 실험 날 짜 : 9월 28일    날    짜 : 9월 28일    날    씨 : 구름이 많이 낌.    실험시간 : 1시 35분.   실험주제 : 달걀 삶기.    재    료 : 달걀5개, 물 500cc. 실험횟수 1차 2차 3차 온 도 25.5도 30도 32.2도 결    과 : 구름이 많아서 실패, 냄비만 따뜻해졌다.

7. 탐구 내용 실험횟수 1차 2차 3차 19.3도 40도 53도 64도 69도 물의 온도 측정 못함 오븐실내온도 다. 세 번째 실험    날    짜 : 9월 30일    날    씨 : 구름조금.    실험시간 : 1시 15분   실험주제 : 달걀1개 삶기, 감자1개 삶기. 음식물 해동하기    재    료 : 달걀1개, 감자1개, 물 300cc. 실험횟수 1차 2차 3차 오븐실내온도 19.3도 40도 53도 물의 온도 측정 못함 64도 69도 결    과 : 일조량 부족으로 실험불가, 달걀흰자만 익음, 감자, 표면만 익음.              냉동상태의 부침이 완전 해동되었다.

7. 탐구 내용 실험횟수 1차 2차 3차 온 도 최고 온도 95도 추정 라. 네 번째 실험 날 짜 : 10월 2일    날    짜 : 10월 2일    날    씨 : 맑음.    실험시간 : 아침에 넣은 후 저녁에 확인    실험주제 : 물 없이 감자 삶기    재    료 : 감자 7알.(중간크기) 실험횟수 1차 2차 3차 온 도 최고 온도 95도 추정 결    과 : 감자가 모두 익었다.                물이 없어서 감자에 직접 열에 닿는 효과가 나타난 것 같다               물을 넣고 삶는 것보다 훨씬 효과가 빠르다.

7. 탐구 내용 1차 2차 3차 4차 29도 48도 51도 44도 마. 일곱 번째 실험 실험횟수 날 짜 : 10월 12일    날    짜 : 10월 12일    실험시간 : 12시 10분.    실험주제 : 물 없이 달걀 삶기 실험횟수 1차 2차 3차 4차 온도 29도 48도 51도 44도 결    과 : 흰자는 잘 익지 않았지만 노른자는 잘 익었다. 적정 온도를 계속 유지하면 흰자보다 노른자는 낮은 온도에서 익는 다는 것을 알게 되었다. ( 흰자 : 80도, 노른자 : 60도 정도에서 익음)

7. 탐구 내용 1차 2차 3차 4차 5차 6차 19도 36도 41도 56도 61도 39도 바. 다섯 번째 실험    날    짜 : 10월 7일    실험시간 : 11시.    실험주제 : 물 500cc끓이기.    재    료 : 물 500cc. 실험횟수 1차 2차 3차 4차 5차 6차 물의 온도 19도 36도 41도 56도 61도 39도 결    과 : 물의 온도가 올라가다가 저녁이 되서 햇빛의 양이 줄어들어서 실패.               주변 온도보다 일조량이 더 중요하다고 생각됐다.

7. 탐구 내용 1차 2차 3차 4차 5차 19도 26도 48도 68도 20도 45도 73도 57도 실험 횟수 물의 온도 사. 여섯 번째 실험                날    짜 : 10월 11일            날    씨 : 맑음.           실험시간 : 10시 10분   .    실험주제 : 물과 기름 250cc끓이기.  실험 횟수 1차 2차 3차 4차 5차 물의 온도 19도 26도 48도 68도 기름의 온도 20도 45도 73도 57도 결    과 : 아무것도 끓지 않았다.              이번 실험도 일조량의 부족이 원인이라고 생각한다.

7. 탐구 내용 정리 위와 같은 실험으로 볼 때에 다른 음식물들도 충분히 태양열 오븐으로 요리가 가능하다는 걸 알 수 있다. 이번 실험에서 태양열 오븐으로 측정된 최대 온도는 69도였지만, 측정하지 못한 실험 중에서 감자가 완전히 익은 결과가 나오기도 했다. 이것은 95도 이상의 열을 냈다는 결과이다. 나의 태양열오븐의 규격이 지금보다 크거나, 여름과 같이 일조량이 많았다면 감자뿐만 아니라, 다른 대부분의 음식을 충분히 조리 할 수 있다고 생각한다. 실제로 다큐멘터리에서 나왔던 ‘민들레공동체’에서는 태양열오븐으로 고기도 삶고, 빵도 만들고, 밥도 지어 먹고 있었다.

7. 탐구 사진

8. 탐구 결과 내가 만든 오븐을 사용해서 측정한 최대온도는 물은 약 69도, 기름은 57도, 오븐 내의 실내온도는 약 53도 까지 였다. 햇빛이 좋은 여름이었다면 더 좋은 결과를 얻을 수 있었을 것이다. 열을 얻기 위해서는 우선 일조량이 충분해야 하며, 햇빛을 받아 오븐 안으로 반사해 주는 반사체의 역할도 중요하다. 하지만 내가 사용한 쿠킹호일은 오랫동안 햇빛을 많이 받아서 질이 떨어졌고, 먼지가 껴서 오븐 안으로 반사되는 햇볕의 양이 줄어서 온도가 잘 올라가지 않은 것이다. 이 문제를 해결하기 위해서는 쿠킹호일을 갈거나, 자주 닦아주고, 또는 거울을 사용하는 방법이 있다.

9. 느낀 점 부족한 점이 많이 있었지만 이 실험을 통해 태양열이라는 에너지에 대해 더 자세히 알 수 있었다. 기회가 된다면 앞으로 집열판의 크기와 모양, 종류를 달리하거나, 오븐 내부의 단열재를 바꿔서 실험을 해 봐야겠다는 생각이 들었다. 나는 태양열 에너지가 계속 연구되어서 앞으로는 조건과 환경에 영향을 받지 않고도 많은 에너지를 만들 수 있는 기술이 빨리 연구되어서 우리가 태양열을 누구나 쉽고 편하게 사용할 수 있으면 좋겠다는 생각을 해본다.

10. 참고문헌 민들레공동체 총무님 (KBS다큐멘터리에서 나온 마을 총무님) 2. 인터넷(네이버, 다음 등) 3. 대체에너지에 관한 책(why? 핵과 에너지 등)