태양전지 (Solar Cell) 풍차 만들기

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1 태양전지 (Solar Cell) 풍차 만들기
Roho Science

2 Contents 1 2 3 4 5 Solar Cell(태양전지)이란? Solar Cell(태양전지) 교육목적
멀티테스터 사용방법 4 태양전지 발생전압 측정 5 Solar Cell(롤러코스터) 만들기

3 Solar Cell(태양전지)이란? 정의 주재료
태양 전지(太陽電池) 또는 광전지는 태양에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 장치를 말한다. 주재료 실리콘뿐만이 아니라 갈륨비소, 카드뮴텔루르, 황화카드뮴, 인듐인 또는 이 재료들 사이의 복합체를 사용하고 있으나, 일반적으로 실리콘을 쓴다

4 Solar Cell(태양전지)이란? 이론 각각의 재료에 고유한 에너지 이상의 빛을 쬐었을 때 전자가 일함수라고 하는 원자핵과의 속박에너지 이상의 에너지를 얻어 금속 밖으로 방출된다. 이러한 전자를 광전자라 한다. 이는 빛의 입자적인 성질의 결과이며 이러한 효과를 광전효과라 한다. (빛의 이중설) : 아이슈타인 발견 : 광전효과 (노벨 물리학상 1921년) 1/2mv2 = hf – w 광전효과 m : 전자의 질량 v : 전자의 방출 속도 h : 플랭크 상수 f : 빛의 진동수 w : 일함수

5 Solar Cell(태양전지)이란? 원리 PN 접합면을 가지는 반도체 접합 영역에 금지대폭보다 큰 에너지의 빛이 조사되면 전자와 정공이 발생하여 접합영역에 형성된 내부전장이 전자는 N형 반도체로, 정공은 P형 반도체로 이동시켜 기전력이 발생한다.

6 Solar Cell(태양전지)이란? 역사 최초의 개발 : 미국의 벨 연구소(1954년)
개발목적 : 우주선에 설치하여 자체 전기 생산 최초의 응용 : 미국 우주선 뱅가드(1958년) 당시의 태양전지 효율 : 40% 최초로 태양전지와 발신기가 장착된 무게 1.5kg의 지구관측용 인공위성으로 1958년 3월 17일에 발사되었다. 발사된 후 1964년 5월까지 지구에 지구 관련 자료를 보냈다. 뱅가드

7 Solar Cell(태양전지)이란? 현재기술
미국의 EMCORE사는 최근, 발전효율이 최고 37%에 달하는 지상용 고집광 태양전지 수신모듈 개발 대부분 상업용 태양전지 효율 : 15~20% 수준 LG 태안 태양광 발전소 : 발전효율은 17%이다 9만평(모듈 70inch) : 7만7천개  14Mwh (8천가구) 동양 태양광발전소(전남 신안) : 국내최대  24Mwh

8 태양광에너지 Solar Cell(태양전지) 교육목적 환경과 에너지 그리고 과학에 대한 이해와 호기심 무한정 에너지 대체에너지
(에너지원 : 태양) 친환경 에너지 CO2 가스감소 (지구온난화 방지) 대체에너지 (약 50년 후 : 석유, 석탄의 고갈) 환경과 에너지 그리고 과학에 대한 이해와 호기심 태양광에너지

9 태양전지 Solar Cell(태양전지) 교육내용 환경과 에너지 그리고 과학에 대한 이해와 호기심 태양전지의 발생전압 측정
일반적 태양전지 기술과 현황 롤러코스터 기계적 구조이해와 조립 환경과 에너지 그리고 과학에 대한 이해와 호기심 태양전지

10 태양전지 발생전압 측정 빛의 세기 정도 발생전압 동작유무 실내 현광등 아래서 태양전지 발생전압
실내 햇살이 약하게 들 때 발생전압 실내 햇살이 강하는 들 때 발생전압 실외 햇살이 약하게 비출 때 발생전압 실외 햇살이 강하게 비출 때 발생전압 0.3 ~ 1.0 1.0 ~ 2.5 2.8 ~ 3.1 1.5 ~ 2.5 2.9 ~ 3.1 NO YES 롤러코스터용 모터는 보통 약 3V나 이상에서 동작되므로 햇빛이 약하면 전기가 발생되지 않아 움직이지 않는 것이 아니라 발생전압이 약해 모터를 돌려 주지 못하므로 롤러코스터가 동작되지 않는 것이다.

11 멀티테스터 사용방법 - + 중간구멍 : 빨간단자는(+) 멀티테스터 멀티테스터(Multi-tester)란?
멀티미터(Multi-meter)라고도 하며 전압, 전류, 전기저항을 측정하는 전자계측기이다. 전압측정을 위한 레인지는 (DC) 20V에 맞춘다. + 중간구멍 : 빨간단자는(+) - 아래구멍 : 검정단자는(-) 아랫구멍 COM위치

12 멀티테스터 사용방법 멀티테스터 측정방법 솔라셀롤러코스터 나 재활용솔라셀자동차 만들기는 일반 3V용 모터를 사용하므로 솔라셀의 발생전압은 햇빛의 세기에 따라 약 3V 나 그 이하로측정되므로 측정 전압 범위는 DC 20V에 맞춘다. 극성에 맞게 테스터기 리드봉을 물시계 전지에 접속시켜 주세요 (극성주의!)

13 태양전지 발생전압 측정 롤러코스터 발생전압 – 측정위치 포인트 실내 현광등아래 발생전압 측정 백열등아래 발생전압 측정

14 재활용 솔라셀자동차 발생전압 – 측정위치 포인트
태양전지 발생전압 측정 재활용 솔라셀자동차 발생전압 – 측정위치 포인트 실내 현광등아래 발생전압 측정 백열등아래 발생전압 측정

15 Solar Cell(롤러코스터) 만들기 골드버그 개념의 기계적 조립 작동 필요전압 : 약 2.9 V~ 3.1V 모터의 샤프트,
크랭크의 역할 자세한 조립설명서는 참조

16 태양전지(Solar Cell) 풍차 만들기
솔라셀을 활용한 과학체험 풍차공원 양떼들의 생태체험 나만의 풍차 공원 조성하기

17 Solar Cell(재활용자동차) 만들기
재활용 이용한 창의적 디자인 작동 필요전압 : 약 2.9 V~ 3.1V 기본 차체 8가지 변형 구조

18 Solar Cell(재활용자동차) 만들기 사례
재활용 용품을 이용한 창의적 작품 솔라셀 레미콘 솔라셀 산타수레

19 Thank You !