태양광 에너지 / 원리 / 관련 회사

태양광 에너지

전 세계 국가적으로 친환경 에너지 육성 정책이 본격적으로 시행될 것을 예상하고 있습니다. 이 전망이 투자 심리도 자극하고 있습니다. 태양광의 가장 큰 수출처가 미국이기 때문에 국내 기업들도 동반 성장을 기대하고 있습니다. 워런 버핏(버크셔 해서웨이 회장) 은 " 이해하지 못하는 분야에는 투자하지 않는다 " 는 투자 원칙으로 유명한데요 2017년 버크셔 해서웨이 주총에서 태양광과 풍력에 대한 투자에 관심이 많다는 발표를 했었습니다. 가능하면 이해할 수 있도록 종목에 대한 공부를 하고 투자를 해야겠다는 생각이 듭니다...

태양광 에너지의 정의

태양광 에너지는 " 태양광 발전 시스템 "을 이용하여 빛 에너지를 모아 전기로 바꾸는 것을 말합니다. 

태양광 발전시스템의 구성

1. 태양전지(Solar Cell, Solar Battery) : 태양에너지가 입사되어 전류를 생성시키는 기판 (Cell, 모듈, 어레이) 

2. 인버터(Inverter) : 태양전지에서 생산된 직류전기를 교류전기로 변환하는 기기

3. 축전지(Battery) : 낮에 생산된 전기를 밤에 사용할 수 있도록 전기를 저장하는 기기

4. 모니터링 시스템 : 시스템의 상태를 파악하고 고장 및 이상을 진단하는 기기

태양광 시스템 이미지_한국에너지공단 발췌

태양광 발전의 원리

1. 실리콘 기판 (Cell, 모듈, 어레이) 

태양전지는 " 광전효과 " 라는 빛의 성질을 이용하게 됩니다. 어떤 금속 등의 물질에 빛을 쪼이면 전자를 내놓는 현상을 말합니다. 빛은 하나하나가 진동수에 비례한 에너지를 지닌 입자의 집합이며 어떤 금속에 빛을 비추었을 때 그 입자가 전자와 충동하게 되고 충돌된 전자가 금속으로부터 튀어나오는 현상입니다...(빛은 입자성과 파동성을 모두 가진다는 내용의 아인슈타인 광양자설) 이러한 " 광전효과를 통하여 튀어나온 전자를 실리콘으로 만들어진 PN 접합 반도체를 통하여 전류가 흐르게 되어 에너지가 발생 " 하게 됩니다.

폴리 실리콘 웨이퍼_한화큐셀 발췌

 

반도체 / 제조공정 / 관련 회사

금속판에 빛을 받아 P형 기판에 자유전자(-)가 N형 기판으로 이동하게 되고 N형 기판의 정공(+)이 P형 기판으로 이동하게 되어 흔히 사용하는 건전지 배터리처럼 +, - 극성을 띄게 됩니다. 여기서 발생된 직류 전류 (Direct Current)는 높은 전위 (+)에서 낮은 전위(-)로 연속적으로 흘러가게 됩니다. 

 

태양전지 원리

태양전지 셀에서 만들어진 태양에너지의 양이 적기 때문에 여러개를 연결하여 태양전지 모듈로 구성하여 큰 에너지를 만듭니다. 

2. 인버터 (Inverter) 

기판에 의해 발생한 직류 전원 (DC_Direct Current) 는 가정 내에 이용하기 위해서 교류 전원 AC (Alternating Current)로 변환이 되어야 하며 이것을 변환시켜 주는 장치가 인버터입니다. ( 220V/60Hz가 AC입니다..) 

 

직류를 교류로 변환

3. 배터리

태양이 있는 낮에는 만들어진 전기를 바로 사용 할 수 있겠지만 태양이 없는 밤에는 쓰고 남은 전기를 배터리로 저장하여 언제든지 쓸 수 있도록 합니다..

태양에너지의 장,단점 

장점 : 무한한 친환경 에너지원이며 태양 일사량이 적정 조건만 된다면 무한 전기 공급 가능합니다. 

단점 : 지역별 일사량에 따라 설치 제한, 모듈 설치 면적이 넓고 초기 시스템 투자 비용이 고가입니다.

관련 업체

1. 한화솔루션

2014년부터 폴리실리콘을 생산하고 있으며 흡수 합병한 한화큐셀로 인해 미국 주거용과 상업용 태양광 모듈 시장 점유율 1위입니다.  태양광 대장주로 판단됩니다..

2. LG전자

고효율 태양광 모듈과 다결정 태양광 모듈을 개발하고 태양광을 이용한 하이브리드 에어컨을 출시했습니다. (미국 점유율 2위)

3. OCI

세계 3대 태양광 핵심 소재인 태양전지 (폴리실리콘) 제조업체입니다. 세계 1위 중국 폴리실리콘 제조업체 바오리 센 신(GCL)의 화재로 인해 반사 효과 수혜를 입고 있습니다. 그리고 실리콘 웨이퍼는 반도체에도 사용하게 됩니다. 

※ 대표 격인 회사들만 소개했으며 이 외에도 실리콘 웨이퍼 제조, 검사, 인버터 제조, 시스템 설치 기업 등 무수히 많이 있습니다.

성장성

바이든 행정부의 출범과 함께 친환경 에너지 업계의 기대감이 높아지고 있고 2050년까지 미국의 탄소배출 제로 달성을 공약으로 내세웠습니다. 우선적으로 전기차 관련 정책이고 그다음이 태양광, 풍력 등의 신재생에너지 쪽으로 관심 및 투자가 집중되고 있습니다. 우리나라도 그린 뉴딜 정책에 맞추어 신재생 에너지 관련 기업들이 동반 성장할 것으로 기대가 됩니다...

 

태양광 기판

읽어 주셔서 감사합니다.