PV 패널과 열전지를 보면 큰 차이를 볼 수 있습니다. PV 패널은 주로 가시광선인 햇빛을 전기로 직접 변환합니다. 열전지는 주로 적외선 복사열을 사용하여 전기를 만듭니다. 이 차이점은 각 기능을 사용하는 방법에 영향을 미치기 때문에 중요합니다.
PV 패널은 가시광선과 근적외선에서 가장 잘 작동합니다.
열전지는 햇빛 없이 작동할 수 있으므로 밤이나 실내에서 전력을 공급할 수 있습니다.
효율성은 동일하지 않습니다. PV 패널의 효율은 최대 약 33%입니다. 열전지는 열원과 일치하면 더 효율적일 수 있습니다.
각 선택에는 고유한 장점과 일부 제한 사항이 있습니다. 당신이 선택하는 것은 당신이 필요로 하는 것과 당신이 어디에 있는지에 따라 달라집니다.
PV 패널은 햇빛을 전기로 바꿉니다. 열전지는 대신 열을 사용합니다. 이것은 그것들을 다른 장소에 좋게 만듭니다.
햇볕이 잘 드는 장소와 옥상에는 PV 패널을 선택하세요. 잘 작동하지만 매우 뜨거워지면 전원이 꺼집니다.
열원이 있는 경우 열전지를 사용하십시오. 밤이나 건물 내부에서 전력을 생산할 수 있습니다.
당신은 또한 사용할 수 있습니다 하이브리드 시스템 . 더 나은 효율성과 더 많은 에너지를 위해 두 기술을 혼합합니다.
얼마나 많은 에너지가 필요한지 생각해보십시오. 해당 지역의 날씨와 열원을 살펴보세요. 이는 귀하에게 가장 적합한 태양광 기술을 선택하는 데 도움이 됩니다.
PV 패널은 광전지 효과라고 불리는 것으로 인해 작동합니다. 햇빛에는 광자라고 불리는 작은 에너지 패킷이 있습니다. 광자가 태양전지에 부딪히면 내부의 전자가 움직이게 됩니다. 이 움직임은 전기를 생성합니다. 이 공정의 주요 부분은 반도체입니다. 대부분 실리콘으로 만들어져 있습니다. 실리콘은 햇빛을 전기로 바꾸는 데 도움을 줍니다.
모든 태양전지판은 광전지 효과를 사용합니다. 이것은 1800년대에 발견되어 오늘날의 에너지 요구에 맞게 개선되었습니다.
PV 패널은 햇빛으로부터 전기를 만드는 간단한 방법을 사용합니다. 일어나는 일은 다음과 같습니다.
햇빛이 패널에 닿아 반도체에 에너지를 공급합니다.
패널에는 두 개의 실리콘 층이 있습니다. 이 층은 전기장을 만듭니다. 장은 전자를 한 방향으로 밀어냅니다.
움직이는 전자는 직류(DC)를 생성합니다. 이 전력을 장치에 사용하거나 그리드로 보낼 수 있습니다.
햇빛이 패널에 닿으면 즉시 전기가 공급됩니다. 움직이는 부품이 없으므로 PV 패널은 오래 지속되며 관리가 거의 필요하지 않습니다.
대부분의 PV 패널은 결정질 실리콘으로 만들어집니다. 이 자료는 다음과 같은 용도로 사용됩니다. 태양광 패널의 90% . 전 세계 전문가들은 결정질 소재가 앞으로도 대부분의 시장을 유지할 것이라고 생각합니다. 일부 패널은 CdTe(카드뮴 텔루라이드) 및 CIGS(구리 인듐 갈륨 셀렌화물)와 같은 박막 유형을 사용합니다. 박막 패널은 결정질 실리콘만큼 효율적이지 않습니다. 그러나 더 가볍고 구부릴 수 있습니다.
결정질 실리콘: 가장 많이 사용되고 효율적
박막(CdTe, CIGS): 더 가볍고 구부릴 수 있으며 효율성이 떨어짐
대부분의 사람들은 실리콘 기반 패널을 선택합니다. 가격, 효율성 및 강도가 잘 혼합되어 있습니다.
열전지는 열을 전기로 바꿉니다. PV 패널처럼 작동하지 않습니다. 이 세포는 가시광선이 아닌 적외선을 사용합니다. 뜨거운 것들은 적외선 에너지를 발산합니다. 열전지를 뜨거운 물체 근처에 놓으면 적외선 광자를 붙잡습니다. 세포에는 이러한 광자를 전기로 바꾸는 특수 반도체가 있습니다. 이 작업에는 햇빛이 필요하지 않습니다. 용광로나 기계의 폐열과 같은 강한 열원이면 충분합니다.
열전지는 PV 패널보다 에너지가 적은 광자를 사용합니다. 이를 통해 태양처럼 빛나지 않는 것들로부터 전력을 만들 수 있습니다.
열전지는 두 가지 주요 방법으로 에너지를 얻습니다. 그들은 멀리 떨어져 있는 뜨거운 물체로부터 나오는 원거리 적외선 에너지를 사용할 수 있습니다. 그러나 근거리 적외선 캡처가 훨씬 더 잘 작동합니다. 셀을 열에 매우 가까이 놓으면 나노갭(nanogap)이라는 작은 틈이 형성됩니다. 이 나노갭은 세포가 훨씬 더 많은 에너지를 흡수하는 데 도움이 됩니다.
근거리 열전지는 다음을 만들 수 있습니다. 25배 더 많은 에너지 . 원거리보다
1435°C와 같은 매우 높은 열에서는 열 광자의 약 20~30%가 전기를 생성할 수 있습니다.
셀이 열에 가까울수록 더 많은 전력을 생산합니다. 이것이 바로 열은 많지만 빛은 많지 않은 곳에서 열전지가 좋은 이유입니다.
열전지가 잘 작동하려면 특별한 재료가 필요합니다. 반도체는 적외선 광자의 에너지와 일치해야 합니다. 다음은 몇 가지 일반적인 재료와 그 기능을 보여줍니다.
| 재료 | 밴드갭(eV) | 효율성(%) |
|---|---|---|
| AlGaInAs | 1.2 | 41.1 |
| 이득 | 1.0 | 41.1 |
| GaAs | 1.4 | 41.1 |
이러한 재료는 올바른 방법으로 사용하면 매우 효율적일 수 있습니다. 엔지니어들은 열원과 포착하려는 적외선 에너지의 종류를 기준으로 재료를 선택합니다.
PV 패널과 열전지는 다양한 방식으로 전기를 생산합니다. PV 패널은 광전지 효과를 사용합니다. 햇빛이 패널에 닿아 반도체의 전자를 이동시킵니다. 이 움직임으로 전류가 생성됩니다. 햇빛이 패널에 닿으면 즉시 전원이 공급됩니다.
열전지는 빛 대신 열을 사용합니다. 뜨거운 물체 근처에 놓으면 적외선을 흡수합니다. 내부의 특수 반도체는 이 열을 전기로 변환합니다. 열전지에는 햇빛이 필요하지 않습니다. 강한 열원은 모두 작동합니다.
온도 변화는 두 기술에 서로 다른 방식으로 영향을 미칩니다.
PV 패널 더워지면 효율성이 떨어집니다 . 25°C를 초과하는 각 온도에 대해 약 0.3%~0.5% 효율성 손실.
고온은 PV 패널의 전압을 낮추고 저항을 높입니다.
PV 패널을 시원하게 유지하면 더 잘 작동 하고 더 오래 지속되는 데 도움이 됩니다.
열전지는 고온에서 가장 잘 작동합니다. 온도가 1600K 미만으로 유지되면 높은 효율을 유지합니다. 1600K에서는 최고 작동 온도에 도달합니다. 1600K를 초과하면 효율이 0으로 떨어집니다.
| 온도(K) | 효율성 영향 |
|---|---|
| 1600 이하 | 온도가 올라가면 효율이 떨어집니다 |
| 1600 | 최고 작동 온도 |
| 1600 이상 | 효율성이 0이 됨 |
팁: PV 패널을 냉각하면 더 잘 작동하고 더 오래 지속되는 데 도움이 됩니다.
PV 패널은 가장 잘 작동하려면 직사광선이 필요합니다. 옥상, 열린 들판, 햇볕이 잘 드는 장소에 적합합니다. 시원하게 유지하면 더 많은 전력을 생산하는 데 도움이 됩니다. 냉각 방법은 출력을 높게 유지하는 데 도움이 됩니다.
열전지에는 강력한 열원이 필요합니다. 햇빛이 필요하지 않습니다. 실내, 화로 근처 또는 폐열이 있는 곳에서 사용할 수 있습니다. 열원에 가까울 때 가장 잘 작동합니다.
PV 패널과 열전지는 다양한 장소에서 사용됩니다.
| 기술 | 공통 응용 |
|---|---|
| PV 패널 | 주택, 기업, 대규모 태양광 발전소 |
| TPV 셀 | 폐열회수, 열병합발전, 공간 |
PV 패널은 다음 용도로 사용됩니다.
가정용 전기
비즈니스 빌딩
대규모 태양광 발전소
열전지는 다음 용도로 사용됩니다.
공장에서 폐열 수집
우주의 사물에 전력을 공급하다
좋은 점과 나쁜 점을 살펴보고 선택해야 합니다.
| 측면/기술 | 장점 | 단점 |
|---|---|---|
| PV 패널 | 가격이 하락하고 있습니다. 효율성이 점점 좋아지고 있습니다(14%-25%). 약간의 관리가 필요합니다. | 시작 비용이 높을 수 있습니다. 열이 나면 효율이 떨어집니다. 패널이 파손될 수 있으며 보험이 필요할 수 있습니다. |
| 열전지 | 높은 전력 밀도. 하루 종일 달릴 수 있습니다. 움직이는 부품이 없습니다. 폐열에 좋습니다. | 재료는 비싸거나 해로울 수 있습니다. 효율성과 신뢰성을 높이려면 노력이 필요합니다. 높은 가격 제한을 사용합니다. |
PV 패널 지난 25~30년 . 대부분은 이 기간 동안 최소 80%의 출력에 대한 보증을 제공합니다.
PV 패널을 만들면 온실 가스가 배출됩니다. 실리콘 패널은 kWh당 CO2 50~60g . CIGS 패널은 kWh당 약 12~20g의 적은 양을 생산합니다.
PV 패널을 재활용하는 것이 중요합니다 . 이는 오염을 낮추고 매립지에서 유해한 금속을 방지합니다.
열전지는 조용하고 많은 연료를 사용할 수 있습니다. 그들은 밤낮으로 일합니다. 그러나 높은 비용과 재료 문제로 인해 이제는 덜 일반적입니다.
참고: 두 기술을 재활용하고 적절하게 폐기하면 자연을 보호하고 장기적인 영향을 줄이는 데 도움이 됩니다.
하이브리드 시스템은 PV 패널과 열전 발전기를 모두 사용합니다. 이 시스템은 태양으로부터 햇빛과 열을 흡수합니다. PV 패널은 햇빛을 전기로 바꿉니다. TEG는 추가 열을 사용하여 더 많은 전력을 생산합니다. 이렇게 하면 태양으로부터 더 많은 에너지를 얻을 수 있습니다. 당신은 할 수 있습니다 더 많은 전기를 생산하십시오 . 태양이 강하지 않을 때에도 테스트 결과에 따르면 이러한 시스템은 23% 효율적입니다 . 이는 일반 PV 패널보다 25% 더 좋습니다. TEG는 온도 차이가 클 때 가장 잘 작동합니다. 아래 표는 하이브리드 시스템이 얼마나 더 나은지 보여줍니다.
| 미터식 | 독립형 PV | 하이브리드 PV-TEG | 개선 |
|---|---|---|---|
| 총 출력 전력(W) | 8.78 | 10.84 | 19% |
| 효율성(%) | 11.6 | 14.0 | 17% |
| 작동 온도(°C) | 55 | 52 | 5.5% 낮음 |
하이브리드 시스템은 패널을 더 시원하게 유지하는 데 도움이 됩니다. 쿨러 패널은 더 오래 지속되고 더 잘 작동합니다. 안정적인 성능과 가격 대비 더 나은 가치를 얻을 수 있습니다.
태양에너지는 빠르게 변화하고 있습니다. 과학자들은 페로브스카이트 및 다중접합 전지와 같은 새로운 물질을 만들고 있습니다. 이를 통해 태양광 패널의 성능을 향상시키고 비용을 절감할 수 있습니다. 장치 디자인도 점점 좋아지고 있습니다. 탠덤 및 양자점 셀은 더 많은 전력을 제공할 수 있습니다.
스마트 그리드는 PV 시스템을 사용하여 에너지 균형을 유지합니다. 집, 학교, 공장에서 더 많은 태양광 패널을 볼 수 있습니다. 일부 하이브리드 시스템은 전기와 열을 모두 생성합니다. 이들은 도달할 수 있습니다 최대 70-80% 효율성 . 새로운 페로브스카이트-실리콘 하이브리드는 30% 이상의 효율을 낼 수 있습니다. 일부 새로운 유형은 실리콘 전용 셀보다 20~25% 더 많은 전력을 생산할 수 있습니다.
페로브스카이트 및 다중접합 전지와 같은 신소재
탠덤 및 양자점 셀과 같은 더 나은 장치 설계
스마트 그리드에 사용되는 PV 시스템
더 높은 효율성과 더 많은 장소에서 더 많은 사용
태양광 기술은 나날이 발전하고 있습니다. 머지않아 여러분은 더 강력하고, 더 유연하고, 더 저렴한 선택을 하게 될 것입니다.
선택하다 PV 패널 . 집이나 직장에서 햇빛을 전력으로 사용하려는 경우 이 패널은 옥상과 지붕에 잘 맞습니다. 추가 토지가 필요하지 않습니다 . 별 어려움 없이 대부분의 건물에 설치할 수 있습니다. 조용하게 달리기 때문에 동네에 좋습니다. 나중에 더 많은 전력이 필요하면 패널을 더 추가할 수 있습니다. PV 패널은 오래 지속되며 많은 관리가 필요하지 않습니다. 그렇기 때문에 많은 사람들이 선택합니다.
| 장점 | 설명 |
|---|---|
| 공간 효율성 | 옥상이 작동하므로 더 많은 토지가 필요하지 않습니다. |
| 설치 용이성 | 대부분의 건물에서는 약간의 노력만으로 이러한 기능을 가질 수 있습니다. |
| 소음 고려 사항 | 조용하기 때문에 집과 학교에 적합합니다. |
| 확장성 | 작게 시작하고 필요한 경우 더 많은 패널을 추가하세요. |
팁: PV 패널에 대해 세금 공제 또는 환급을 받을 수 있습니다. 이렇게 하면 돈을 절약하는 데 도움이 될 수 있습니다.
열전지는 열은 많지만 햇빛은 많지 않을 때 가장 좋습니다. 용광로, 엔진 근처 또는 폐열이 발견되는 곳에서 사용할 수 있습니다. 이 셀에는 움직이는 부분이 없으므로 조용하고 자주 파손되지 않습니다. 휴대용 전원, 군사 도구 또는 우주에서 사용할 수 있습니다. 밤이나 실내에서도 열을 이용해 많은 전기를 생산할 수 있습니다.
열전지는 조용하고 관리가 거의 필요하지 않습니다.
군용 또는 휴대용 장비와 같이 필요할 때 전원으로 사용할 수 있습니다.
그들은 다양한 종류의 열원을 사용합니다.
이 세포는 다음을 만들 수 있습니다. 일반 태양광 패널보다 전류가 더 많습니다..
참고: 일부 장소에서는 열발전 프로젝트를 위한 보조금 또는 자금 . 이는 비용을 지불하는 데 도움이 될 수 있습니다.
선택하기 전에 몇 가지 사항을 생각해 보세요. 태양광 기술 . 필요한 에너지량, 지역, 예산을 살펴보세요. 아래 표에는 선택에 도움이 되는 몇 가지 사항이 나와 있습니다.
| Factor | PV 패널 | 열전지 |
|---|---|---|
| 에너지원 | 햇빛 | 열(적외선) |
| 최고의 위치 | 옥상, 햇볕이 잘 드는 장소 | 열 근처, 내부 또는 외부 |
| 열 효율 | 더워지면 내려간다 | 강한 열기로 높은 상태를 유지 |
| 유지 | 청소와 점검이 필요합니다 | 관리가 덜 필요함 |
| 정부 인센티브 | 종종 제공되는 세금 공제 및 리베이트 | 일부 지역의 보조금 및 도움 |
| 수명 | 25~30년 | 움직이는 부품이 없기 때문에 길이가 긴 경우가 많습니다. |
당신이 사는 곳의 날씨도 생각해야 합니다. 먼지와 열이 발생할 수 있습니다. PV 패널의 전력량을 낮추십시오 . 청소하면 더 잘 작동하는 데 도움이 됩니다. 폐열이 많으면 열전지가 더 나은 선택일 수 있습니다.
기억하세요: 에너지 요구 사항, 지역 날씨, 전원에 맞는 것을 선택하세요.
PV 패널은 햇빛으로부터 전기를 생산합니다. 너무 뜨거워지면 제대로 작동하지 않습니다. 높은 열로 인해 더 빨리 마모될 수도 있습니다 . 열전지는 빛 대신 열을 사용합니다. 매우 뜨거운 물체 근처에서 가장 잘 작동합니다. 두 가지를 함께 사용하면 더 많은 에너지를 얻을 수 있습니다. 선택할 때 살펴봐야 할 사항은 다음과 같습니다.
모듈 효율성: 숫자가 클수록 좋습니다.
셀 유형: 단결정은 더 많은 전력을 제공합니다.
NOCT: 숫자가 낮을수록 더 시원함을 의미합니다.
전력 온도 계수: 0에 가까울수록 좋습니다.
귀하의 에너지 요구 사항에 맞는 것을 선택하십시오. 잘 모르겠으면 태양에너지에 대해 잘 아는 사람에게 물어보세요.
PV 패널은 햇빛으로부터 전기를 생산합니다. 열전지는 열을 사용하여 전력을 생산합니다. PV 패널이 작동하려면 태양이 필요합니다. 열전지는 어떤 강력한 열원이라도 사용할 수 있습니다.
예, 두 가지를 동시에 사용할 수 있습니다. 하이브리드 시스템은 햇빛과 열을 함께 사용합니다. 두 가지를 모두 사용하면 더 많은 전기를 얻을 수 있습니다. 가능한 모든 에너지를 사용하고 싶다면 이것이 좋습니다.
네, 그 사람들은 밤에도 일해요. 열전지는 햇빛이 아닌 열을 사용합니다. 엔진이나 용광로 근처에 둘 수 있습니다. 어두워도 계속해서 전력을 생산하고 있습니다.
PV 패널의 수명은 약 25~30년입니다. 열전지도 오랫동안 지속될 수 있습니다. 움직이는 부분이 없어 쉽게 부러지지 않습니다. 시스템의 수명은 재료와 사용 방법에 따라 다릅니다.
PV 패널과 열전지는 모두 탄소 배출을 줄이는 데 도움이 됩니다. PV 패널을 만들 때 일부 온실 가스가 발생할 수 있습니다. 열전지는 폐열을 사용하므로 에너지 절약에 도움이 됩니다. 두 가지 유형을 모두 재활용하면 자연을 안전하게 보호하는 데 도움이 됩니다.
