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그림은 태양광발전설비와 태양전지판의 크기를 나타낸 것이다. 햇빛이 지표… | [신재생에너지발전설비기사 필기] 20년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[신재생에너지발전설비기사 필기] 20년 3회차
그림은 태양광발전설비와 태양전지판의 크기를 나타낸 것이다. 햇빛이 지표면에 수직으로 입사할 때 1m2의 지표면에서 단위 시간당 받는 빛에너지가 1000W이고 태양전지의 변환효율이 15% 일 때, 이 태양광발전설비가 2시간 동안 생산하는 전력량은 몇 Wh 인가? (단, 햇빛은 2시간 내내 동일하게 지면에 수직으로 입사하며, 태양전지 표면에서 빛의 반사는 일어나지 않는다.)
문제 이미지
1
1000√3
2
1500
3
1500√3
4
3000
해설

경사진 태양전지판이 실제로 받는 빛은 수평면에 투영한 면적에 비례하므로, 2시간 발전량은 1500√3 Wh가 된다.

그림에서 태양전지판은 가로 5m·세로 2m로 면적이 5×2=10 m25 \times 2 = 10\,\mathrm{m^2}이고, 지면과 30∘30^\circ 기울어져 설치되어 있다. 햇빛이 지표면에 수직으로 내리므로 유효 수광면적은 10×cos⁡30∘=53 m210 \times \cos 30^\circ = 5\sqrt{3}\,\mathrm{m^2}이다.

받는 빛에너지는 1000×53=50003 W1000 \times 5\sqrt{3} = 5000\sqrt{3}\,\mathrm{W}이고, 변환효율 15%를 곱한 출력은 50003×0.15=7503 W5000\sqrt{3} \times 0.15 = 750\sqrt{3}\,\mathrm{W}이다.

이 출력이 2시간 유지되므로 전력량은 7503×2=15003 Wh≒2598 Wh750\sqrt{3} \times 2 = 1500\sqrt{3}\,\mathrm{Wh} \fallingdotseq 2598\,\mathrm{Wh}이다. 경사를 무시하고 판 면적 10㎡를 그대로 쓰면 3000Wh가 나오는데, 이는 경사각 보정 cos⁡30∘\cos 30^\circ를 빠뜨린 값이다.

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