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태양을 피하기 싫었어~♪’
엥? 날도 더워 죽겠는데 무슨 얘기냐고? 햇빛은 쨍쨍, 땀은 뻘뻘나는 여름을 가장 좋아하는 신기한 녀석이 있다기에 우리 명예기자들이 찾아가 봤어. 근데 그 말이 정말이지 뭐야~! 태양이 뜨겁게 타오르는 한여름에 꼭 해바라기처럼 해를 쳐다보는 이 녀석들 이름이 바로 ‘태양전지’래. 햇빛을 보는 것만으로 전기를 만들어 내는 기특한 태양전지를 만나러 ‘어린이과학동아’ 친구들도 함께 가 보자!
너무 빤짝빤짝 눈이 부셔♪ ‘태양전지판’
엇! 바로 이 녀석들이구나~. 햇빛을 받아서 ‘빤짝빤짝’하고 빛나는 태양전지들이 너무너무 예뻐 눈이눈이 부셔! 짙은 파란색의 태양전지가 잔뜩 모여 있는 걸 보니까 꼭 푸른 동해에 놀러온 기분도 들어. 얏호~! 그런데 즐거운 것도 잠시…. 날씨가 너무 더우니까 시원한 실내가 금세 그리워지는 거있지! 어? 마침 저기 박사님이 오신다. 박사님~!
안세진(한국에너지기술연구원 태양광연구단 박사) : ‘어린이과학동아’ 명예기자들 어서 와요. 벌써 태양전지를 보고 있었군요! 이 곳은 태양광연구단으로, 대전시에 있는 한국에너지기술연구원 안에 있어요. 1980년대부터 태양전지를 비롯해, 태양으로부터 만들어지는 에너지에 대한 연구를 하기 시작했지요. 그리고 2004년 6월, 태양광을 이용해 에너지를 만드는 전문 연구단으로 독립했어요. 특히 값싸고 효율높은 태양전지를 만들기 위해 노력하고 있답니다. 날씨도 더운데 우선 태양전지를 만들어 내는 연구실부터 함께 가 볼까요?
김지호 기자 송승현 기자 : 네~, 좋아요!
송승현 기자 : 위이이이잉~.” 시원한 연구실 안에는 기계들이 가득 있었어. 모두 태양전지를 만들기 위해서 필요한 기계들이래. 그렇다면 태양전지는 어떤 재료로 만들까? 예전에는 실리콘이라는 물질로 태양전지를 만들었는데, 요즘엔 구리, 셀레늄, 인듐, 갈륨 이렇게 네 가지를 섞어서 만들어. 실리콘이 너무 비싸기 때문이야. 이 네 가지 물질을 마치 요리하듯이 각자 정해진 양을 기계에 넣고 새로운 화합물을 만드는 거지.
❶ 구리, 셀레늄, 인듐, 갈륨에 불순물이 들어가지 않도록 진공상태인 기계 안에서 섞는 모습을 보여 주시는 안세진 박사님.
❷ 태양전지를 만드는 4가지 재료가 각각 얼마나 섞여 있는지 나노 수준으로 보여 주는 기계와 컴퓨터 프로그램.
❸ ‛ㄷ’자 모양 하나가 태양전지. 작은 판 하나에 12개의 태양 전지가 들어 있다.
너무 깜짝깜짝 놀란 나는♪ ‘태양에너지’
그럼 이렇게 만든 태양전지는 어떤 방법으로 전기를 만들어 낼까? 아까 말한 실리콘과 구리, 셀레늄, 인듐, 갈륨으로 만든 화합물은 ‘반도체’라는 물질이야. 반도체인 태양전지가 전기를 만들어 내는 원리, 함께 알아보자!
김지호 기자 : 철과 같이 전기가 통하는 물질을 도체라고 하고, 이와 반대로 플라스틱처럼 전기가 잘 통하지 않는 것을 부도체라고 해. 그럼 반도체는 뭘까? 반도체는 이름 그대로 전기가 통할 때도, 통하지 않을 때도 있대. 평소에는 부도체와 같이 전기가 통하지 않지만, 어떠한 자극을 받으면 전기가 통하게되는 거지. 태양전지는 바로 ‘빛’이라는 자극을 받아 전자가 움직이면서 전기를 만들어 내는 반도체인 거야!
송승현 기자 : 이렇게 만든 전기를 우리가 직접 사용하기 위해서는 또 다른 과정이 필요해. 집에 있는 콘센트나 가전제품을 보면 ‘AC 220V’라고 적혀 있는 걸 본 적이 있을 거야. AC는 교류를 말하고, V는 전압을 나타내. 태양전지에서 만들어진 전기는 직류전류이기 때문에 집에서 사용하려면 교류전력으로 바꾸고 전압도 적절하게 낮춰 줘야 하지. 그리고 만들어진 전기를 집까지 끌어쓰려면 기다란 전선도 필수야. 생각보다 태양전지를 이용해 전기를 만드는 게 조금 복잡한가? 하지만 안세진 박사님은 태양전지가 꼭 필요한 시대가 곧 올 거라고 말씀하셨어. 그 이유에 대해 들어볼까?
안세진(한국에너지기술연구원 태양광연구단 박사): 지금 우리는 화력발전소, 원자력발전소 등에서 만드는 전기를 쓰고 있어요. 하지만 이런 발전소에서 전기를 만들 때는 환경오염을 일으키는 물질이 함께 만들어진답니다. 최근 전세계 국가들은 지구를 보호하기 위해 최대한 환경오염을 줄이며 전기를 만들어 내는 방법을 찾고 있어요. 태양전지를 이용해 전기를 만드는 방식도 그 중 하나지요. 비록 지금은 비용이 많이 들고, 해결해야 할 문제점들이 있지만, 앞으로 더 열심히 연구한다면 조만간 여러분의 집에서도 태양전지로 만든 전기를 쓸 수 있을 거예요.
너무 짜릿짜릿 몸이 떨려♪ ‘솔라하우스’
우리는 태양전지가 실제로 설치된 집을 직접 경험해 보기로 했어. 한국에너지기술연구원에는 태양으로부터 얻는 에너지로 모든 생활을 할 수 있는 ‘솔라하우스’가 있거든.
저기 지붕 꼭대기에 있는 태양전지 보이니? 바로 저기로 햇빛을 받아서 전기를 만드는 거야. 그리고 그 밑에 보이는 판들은 ‘태양열집열기’로, 태양열을 이용해 물을 데우거나 난방을 하게 해 주는 장치란다.
태양전지의 장단점
장 점
•공해 발생이 적어 친환경적이다.
•무제한 이용 가능하다.
•유지가 쉽다.
•오랫동안 쓸 수 있다.
단 점
•비용이 비싸다.
•설치 면적이 많이 필요하다.
•설치 장소가 제한되어 있다.
•낮에만 전기를 만들어 낼 수 있다.
어때? 하늘에 태양만 뜨면 집에서 쓰는 모든 에너지를 공짜로 얻을 수 있다니 정말 멋지지? 게다가 환경도 보호할 수 있다니 일석이조야! 우리 집에도, 또 ‘어린이과학동아’ 친구들 집에도 태양전지가 설치되는 날이 하루 빨리 왔으면 좋겠다!
엥? 날도 더워 죽겠는데 무슨 얘기냐고? 햇빛은 쨍쨍, 땀은 뻘뻘나는 여름을 가장 좋아하는 신기한 녀석이 있다기에 우리 명예기자들이 찾아가 봤어. 근데 그 말이 정말이지 뭐야~! 태양이 뜨겁게 타오르는 한여름에 꼭 해바라기처럼 해를 쳐다보는 이 녀석들 이름이 바로 ‘태양전지’래. 햇빛을 보는 것만으로 전기를 만들어 내는 기특한 태양전지를 만나러 ‘어린이과학동아’ 친구들도 함께 가 보자!
엇! 바로 이 녀석들이구나~. 햇빛을 받아서 ‘빤짝빤짝’하고 빛나는 태양전지들이 너무너무 예뻐 눈이눈이 부셔! 짙은 파란색의 태양전지가 잔뜩 모여 있는 걸 보니까 꼭 푸른 동해에 놀러온 기분도 들어. 얏호~! 그런데 즐거운 것도 잠시…. 날씨가 너무 더우니까 시원한 실내가 금세 그리워지는 거있지! 어? 마침 저기 박사님이 오신다. 박사님~!
안세진(한국에너지기술연구원 태양광연구단 박사) : ‘어린이과학동아’ 명예기자들 어서 와요. 벌써 태양전지를 보고 있었군요! 이 곳은 태양광연구단으로, 대전시에 있는 한국에너지기술연구원 안에 있어요. 1980년대부터 태양전지를 비롯해, 태양으로부터 만들어지는 에너지에 대한 연구를 하기 시작했지요. 그리고 2004년 6월, 태양광을 이용해 에너지를 만드는 전문 연구단으로 독립했어요. 특히 값싸고 효율높은 태양전지를 만들기 위해 노력하고 있답니다. 날씨도 더운데 우선 태양전지를 만들어 내는 연구실부터 함께 가 볼까요?
김지호 기자 송승현 기자 : 네~, 좋아요!
송승현 기자 : 위이이이잉~.” 시원한 연구실 안에는 기계들이 가득 있었어. 모두 태양전지를 만들기 위해서 필요한 기계들이래. 그렇다면 태양전지는 어떤 재료로 만들까? 예전에는 실리콘이라는 물질로 태양전지를 만들었는데, 요즘엔 구리, 셀레늄, 인듐, 갈륨 이렇게 네 가지를 섞어서 만들어. 실리콘이 너무 비싸기 때문이야. 이 네 가지 물질을 마치 요리하듯이 각자 정해진 양을 기계에 넣고 새로운 화합물을 만드는 거지.
❶ 구리, 셀레늄, 인듐, 갈륨에 불순물이 들어가지 않도록 진공상태인 기계 안에서 섞는 모습을 보여 주시는 안세진 박사님.
❷ 태양전지를 만드는 4가지 재료가 각각 얼마나 섞여 있는지 나노 수준으로 보여 주는 기계와 컴퓨터 프로그램.
❸ ‛ㄷ’자 모양 하나가 태양전지. 작은 판 하나에 12개의 태양 전지가 들어 있다.
너무 깜짝깜짝 놀란 나는♪ ‘태양에너지’
그럼 이렇게 만든 태양전지는 어떤 방법으로 전기를 만들어 낼까? 아까 말한 실리콘과 구리, 셀레늄, 인듐, 갈륨으로 만든 화합물은 ‘반도체’라는 물질이야. 반도체인 태양전지가 전기를 만들어 내는 원리, 함께 알아보자!
김지호 기자 : 철과 같이 전기가 통하는 물질을 도체라고 하고, 이와 반대로 플라스틱처럼 전기가 잘 통하지 않는 것을 부도체라고 해. 그럼 반도체는 뭘까? 반도체는 이름 그대로 전기가 통할 때도, 통하지 않을 때도 있대. 평소에는 부도체와 같이 전기가 통하지 않지만, 어떠한 자극을 받으면 전기가 통하게되는 거지. 태양전지는 바로 ‘빛’이라는 자극을 받아 전자가 움직이면서 전기를 만들어 내는 반도체인 거야!
너무 짜릿짜릿 몸이 떨려♪ ‘솔라하우스’
우리는 태양전지가 실제로 설치된 집을 직접 경험해 보기로 했어. 한국에너지기술연구원에는 태양으로부터 얻는 에너지로 모든 생활을 할 수 있는 ‘솔라하우스’가 있거든.
저기 지붕 꼭대기에 있는 태양전지 보이니? 바로 저기로 햇빛을 받아서 전기를 만드는 거야. 그리고 그 밑에 보이는 판들은 ‘태양열집열기’로, 태양열을 이용해 물을 데우거나 난방을 하게 해 주는 장치란다.
장 점
•공해 발생이 적어 친환경적이다.
•무제한 이용 가능하다.
•유지가 쉽다.
•오랫동안 쓸 수 있다.
단 점
•비용이 비싸다.
•설치 면적이 많이 필요하다.
•설치 장소가 제한되어 있다.
•낮에만 전기를 만들어 낼 수 있다.
어때? 하늘에 태양만 뜨면 집에서 쓰는 모든 에너지를 공짜로 얻을 수 있다니 정말 멋지지? 게다가 환경도 보호할 수 있다니 일석이조야! 우리 집에도, 또 ‘어린이과학동아’ 친구들 집에도 태양전지가 설치되는 날이 하루 빨리 왔으면 좋겠다!
