태양에너지 기술개발 및 활용제고를 위해서는 고갈성 자원이 주도하는 현 에너지 시장의 불안정성을 고려할 때 Soft Energy Path에 대한 엄격한 해석이 요구된다. Soft Energy Path는 태양에너지의 미래를 자동적으로 보장하는 것이 아니고 궁극에너지 기술개발을 위한 중간기술개발 전략이 효율적으로 추진될 경우에 그 가치가 발휘될 수 있다. 우리나라의 경우 산업용 저열량 수요처에 대한 태양에너지 활용가능성을 구체화할 수 있는 전략이 Soft Energy Path의 요체가 될 것이다.
동력자원부는 현하 국제적 에너지 위기에 대처하여, 이를 슬기롭게 극복하고 더 나아가 새로운 에너지원의 개발 및 그 활용책으로 태양열주택의 설계ㆍ시공을 적극적으로 권장,실천하기 위한 초지로서 79년8월13일 태양열 주택의 정의를 확정하였으며 한국과학 기술연구소 부설 태양에너지 연구소에서는 태양의 집 추천 기준을 제정하였다. 그 주요 내용을 게재하면 다음과 같다.
화석연료의 형성과정과 그 발굴 및 정제 또는 사용과정을 살펴보고 그 유용성과 편리성에 비해서 결국 인류에게 .초래할 지구차원 환경오염과 자원탕진으로 겪게 될 인류문명의 갈등을 살펴보면서 자원 낭비의 실상을 이해하도록 하고 특히 우리나라와 같은 자원부족국이 현재 겪고 있는 소위 성장의 고통, 또 그 유지에 문제점을 논하고, 나름대로 대체에너지의 개발 사용방법과 계획을 모색해 보며 나름대로의 방향이 설정되면 국가정책에 반영시키는 방안과 국민운동을 통한 호응 및 자진 실천방안을 논해 보자고 한다.
Since the solar radiation is main input for sizing any solar photovoltaic system and solar thermal power system, it will be necessary to understand and evaluate the insolation data. The Korea Institute of Energy Research(KIER) has begun collecting horizontal global insolation data since May, 1982 and direct normal insolation data since December 1992 at 16 different locations. Because of a poor reliability of existing data, KIER's new data will be extensively used by solar energy system users as well as by research institutes. Among some significant results, the yearly averaged horizontal global insolation was turned out 3.60 kWh/$m^2$/day and the yearly mean 2.62 kWh/$m^2$/day of the direct normal insolation was evaluated for all days.
태양전지는 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 반도체 소자로서 발전시 CO2 가스를 발생하지 않고 에너지원인 태양광에너지의 자원이 무한하다는 점에서 진정한 의미의 신$\cdot$재생 에너지라고 할 수 있다. 또한 발전 규모를 소규모 주택용에서부터 대규모 발전용까지 다양하게 할 수 있고 기계장치가 필요하지 않아서 유지 보수가 필요 없고 수명이 길다는 장점이 있다. 그동안의 연구개발에도 불구하고 국내에서 생산되는 발전 시스템의 단가는 선진업체에 비해서 여전히 비싸다는 문제점이 있다. 따라서 국내 산업을 보호하면서 태양전지를 대량으로 보급하기 위해서는 상대적으로 경쟁력이 있는 분야에 연구개발을 집중하고 국산 제품의 보급이 원활히 될 수 있는 환경을 조성하는 일이 아주 중요하다고 생각된다. 장기적으로는 국내 보급시장을 발판으로 태양전지를 반도체, 디스플레이 이후의 핵심 산업으로 성장시켜 수출 산업에 기여할 수 있도록 해야 한다. 본 논문에서는 국내의 태양광 보급과 기술개발 현황 및 기술 수준을 알아보고 정부의 태양광 보급목표 달성을 위한 전략과 산업화 전략에 대해서 기술하였다.
최근 석유 자원의 고갈로 인하여 요구되는 대체 에너지 개발의 필요성이 대두되고 있다. 그 중 태양에너지는 지구의 생명체가 살아가는 에너지의 근원으로서 매초 800~1000 W에 달하는 에너지양으로 볼 때 태양은 인류가 가장 풍부하게 활용할 수 있는 에너지원이다. 태양에너지를 이용한 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells, DSSCs)는 제조원가를 낮출 수 있고, 유리 전극을 이용한 투명한 태양전지를 제조할 수 있어 건물의 유리창등으로 응용할 수 있는 장점이있다. 이러한 태양전지의 에너지 변환 효율을 증가시키기 위한 방법으로 흡착된 염료에서 발생되는 광전자가 전해질의 산화, 환원되는 요오드 이온(I-/I3-)과의 재결합(recombination)현상으로 인해 광전변환효율이 떨어지는 현상이 발생한다. 이에 본 연구는 TiO2 전극 위에 높은 밴드 갭(band-gap)을 가지는 Al2O3 박막을 TriMethylAluminium(TMA) 전구체를 이용한 Atomic Layer Deposition(ALD) 공정을 사용하여 증착, 재결합 방지 효과에 대한 연구를 진행하였다.
21세기 에너지산업의 기본 틀은 저 이산화탄소 녹색성장이 자리 잡고 있으며, 세계 각국은 온실가스를 줄이기 위해 신재생 에너지 개발을 강화하고 있다. 우리나라의 현실은 에너지 사용량의 98%를 수입에 의지하고 있어 신재생 에너지 개발이 절대적이라고 할 수 있으며, 에너지 자원이 거의 없는 우리나라에서 태양광을 직접 전기로 변환할 수 있는 태양광 인버터 기술은 매우 중요하다고 판단한다. 본 논문에서는 국내 최초로 CE와 ETL 인증을 획득한 계통연계형 고 효율 태양광 인버터 XP 시리즈에 대하여 기술한다.
화석에너지로 부터 방출되는 온실효과 가스와 지구 온난화 현상에 대하여 조사하였다. 세계의 사회경제활동과정에서 가속화가 예상되는 에너지 수요증가에 대응하기 위하여, 온실가스 배출을 감소시킬 화석에너지 이용시스템과 핵에너지와 청정자원인 재생에너지를 포함한 종합적인 에너지공급시스템개념에 대하여 고찰하였다.
본 내용에서는 대체에너지 이용기술개발 및 실용화를 위해 국책 사업으로 추진하는 정부의 의지와 함께 국내에 보급되고 있는 태양열 이용 시스템의 가장 중요한 구성요소인 집열기와 온수기에 대한 취급업체 현황 및 종류를 분류 정리하여 에너지 자원을 거의 수입에 의존하고 있는 국내 실정을 감안 민간 업체에서도 태양에너지 분야에 대한 다각적인 검토와 적용이 이루어져 국가에너지 절약을 꾀함을 물론 국산화 개발과 실용화에 관련하여 기본적인 참고가 되도록 정리하는데 의의를 두었다.
최근 신문, 잡지에 에너지문제에 관한 기사가 많이 기재됨은 내일의 에너지 위기에 대한 긴박감을 느끼기 때문이라고 생각된다. 지구상의 인구가 증가하는 한, 또 소득이 높아 에너지 소비가 증대하는 한, 현재의 화석연료(fossil fuel)를 주체로 하는 에너지원의 방향을 달리하여야 할 것이다. 왜냐하면 근시관적 경지에서는 석유매장량의 한계, 산유국에 대한 국제정세의 불안, 핵분열에 의한 방사능 폐기물, 온배수의 오염, 화석연료의 연소에 따르는 공해문제등이고, 원시관적입장에서는 자원의 고갈때문에 장래는 석유, 천연gas, 때로는 석탄까지도 오히려 인류의 의식주의 원료로 취급되어야 할 것이 아닌가 하는 생각이 든다. 따라서 현재의 에너지원을 대치할 수 있는 원자력, 태양에너지, 지열(geothermal)에너지 또는 핵융합반응에너지에 기대를 거는 비중이 날로 커지고 있다. 본문에서는 태양에너지(solar energy)원을 좌표로한 지구에너지 system에서 직접 혹은 간적적으로 우리 생활을 위한 에너지 변환을 할 수 있는 방법을 생각해 본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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