본문 바로가기

전체 글41

고등학생 물리 세특 : 에너지 수송 설계/실험 1. 전기에너지 수송 과정  전기 에너지를 전달하는 과정은 다음과 같습니다. 첫째, 화석 연료 연소, 풍력이나 태양 에너지와 같은 재생에너지나, 핵발전(핵분열 이용) 등 다양한 수단을 통하여 발전소에서 전기가 생산해 냅니다. 생성된 전기를 고압 전력선을 통해 변전소로 전송하고, 변전소에서는 전압을 낮취 가정, 기업 등 전기를 필요로 하는 곳에 전달합니다. 이 과정을 거쳐 전기 사용자들에게 안정적으로 전력을 공급합니다.2. 전기에너지 수송의 효율  전기 에너지를 전송할 때 여러 가지 이유로 전압을 바꾸어서 진행합니다. 우선 발전소에서 생성된 전기는 송전 중 에너지 손실을 줄이기 위해 고전압에서 수송합니다. 초전도체가 아닌 이상, 전선에는 저항이 존재할 수 밖에 없고, 에너지 수송 중 일부 전기에너지가 열에.. 2024. 5. 14.
고등학생 환경 실험 : ESS(Energy Storage System) 1. ESS란?  ESS는, Energy Storage System의 약자로, 전기 재충전이 가능한 배터리입니다. 에너지가 풍부할 때 저장해 두었다가, 필요할 때 사용하는 시스텝입니다. 보통 리튬이온 전지와 같은 시스템을 사용하며, 신재생에너지 상용화의 중요한 기술 중 하나로 평가받고 있습니다.2. ESS가 필요한 이유  그렇다면 ESS는 왜 필요한 것일까요? 설명만 듣기에는 그저 배터리처럼만 보이는데요, 애초에 에너지를 저장할 필요가 있을까요? 단순히 생각해보면 그냥 바로바로 에너지를 사용하면 될 것 같습니다. 하지만, 이것은 에너지 사용량과 큰 연관이 있습니다. 우선, 첫번째로 에너지 수요는 일정하지 않습니다. 일반적으로 낮에는 평균적으로 많은 에너지를 요구하지만, 밤에는 더 적은 에너지를 사용합니다.. 2024. 5. 13.
고등학생 환경 실험 : 태양전지의 효율 증진 1. 태양전지란?  태양전지는 간단히 말해 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 장치이며, p형 반도체와 n형 반도체로 이루어져 있습니다. 크게 태양전지의 핵심 원리는 2가지로 설명할 수 있을 것 같은데요, 그 중 먼저 설명드릴 하나는 p-n 접합입니다. p형 반도체와 n형 반도체가 맞닿아있는 부분을 p-n 접합(p-n junction)이라고 합니다. p-n 접합에서, 전기적 특성으로 인해 양공과 전자가 서로 반대쪽으로 이동하게 되고, 이로 인해 반도체 내부에 전기장이 형성됩니다. 그리고 다른 핵심 원리로는 광전효과가 있는데요, 광전효과란 물질 표면에서 한계 진동수 이상의 빛을 받으면 전자가 튀어나오는 현상을 말합니다. 태양전지가 빛을 받아 전자가 튀어나오게 되는데요, 이때 p-n 접합으로 인해 형성된 내부 .. 2024. 5. 13.
고등학생 환경 실험 : 태양빛 반사 기술(온도 낮추기) 1. 태양빛의 흡수와 반사  빛이 물체에 닿으면 물체를 통해 반사되거나 흡수됩니다. 태양광을 받은 지면이 뜨거워지는 이유는 태양광의 빛에너지를 흡수하여 열에너지로 전환되기 때문입니다.  물체가 부딪히는 빛의 대부분을 반사하게 되면 에너지를 흡수하지 않고 반사하는 비율이 커지기 때문에, 열에너지로 전환된 에너지의 양이 적이 발열이 최소화됩니다. 이 경우의 반사에 의한 온도차는 일반적으로 흡수에 비해 작게 됩니다. 반면에 물체가 빛을 흡수하면 빛에너지가 열에너지로 바뀌어 물체가 뜨거워집니다. 특히 물체가 빛 파장의 많은 부분을 흡수하는 경우 온도의 상승은 더 클 것입니다.  우리는 흰색 물체가 빛을 많이 반사하고, 어두운 물체가 빛을 많이 흡수하기 때문에 그런 색을 띤다고 알고 있는데요, 이를 적용해볼 수 .. 2024. 5. 12.

티스토리툴바