안녕하세요 건양전력입니다.오늘은 태양광과 인공위성에 관련된 이야기를 해볼 거예요.
인공위성은 임무수행을 위해서 일정한 속도로 지구를 공전합니다. 배터리 충전이나 콘센트 연결로 충전할 수 없는데, 어떻게 공전에 필요한 에너지를 얻기 위해 움직이는지 궁금하군요.그게 태양 전지판 덕분이에요.발사 전부터 사용된 배터리가 방전될 수 있기 때문에 인공위성은 우주공간에 도달하는 즉시 태양전지판을 펼쳐 태양의 빛을 받아 인공위성이 사용하는 전력 에너지를 생산하고, 발사에 의해 방전된 배터리를 충전합니다.
인공위성에 설치하는 태양 전지판의 크기는 그 인공위성이 임무를 수행할 때 필요한 전력량에 비례합니다.또한 우주공간에서는 계절에 따라 태양광을 받는 각도가 다르고 태양전지판이 생성하는 전력량이 달라 고려 사항입니다.즉, 인공위성이 필요로 하는 총 전력량이 계산되면 태양 전지판은 태양광 에너지를 가장 적게 받는 시기를 고려해 크기가 결정되는 것입니다.대기권이 없는 우주에서는 태양광을 직접 받을 수 있기 때문에 지상의 태양광 발전보다 에너지 효율도 좋습니다.
자료 출처 : 에너지 정보 커뮤니케이션 센터 재생 가능 에너지 설비라면 에너지 저장 시스템이 반드시 필요합니다. 풍력 터빈은 바람이 불 때만, 태양광 시스템은 태양광이 닿을 때만 발전이 가능합니다. 에너지를저장하지않고사용하면문제가발생할수있다는건다아실거예요. 발전 출력이 흩어지면 전력의 품질도 떨어져 항상 일정한 전압 공급이 어려워지는 것입니다. 또한 운전정지나 기기 고장으로 이어질 수 있기 때문에 잉여전력의 보존은 필수적입니다. 인공위성은 태양광을 받을 때 배터리에 충분히 저장했다가 해가 가려지면 방전되는 방식입니다.
인공위성에 따라 충방전 횟수가 다르다는 사실을 알고 계셨나요? 높은 궤도를 도느냐 낮은 궤도를 도느냐에 따라 차이가 나게 됩니다. 저궤도에서는 위성 속도가 정지궤도보다 2배 이상 빠릅니다. 저궤도를 도는 이 아리랑 위성은 초속 7.5km의 속도로 하루에 15번 정도 지구를 돌아요.차례대로 태양에 가려졌지만 다시 보기를 반복해요. 이 횟수가 충전 주기로 100분 정도 지구를 한 바퀴 돈다는 계산이 됩니다. 이 중에서 낮 영역이 64분, 밤 영역은 36분입니다. 충전과 방전을 하루에 15번 반복하는 셈이죠.높은 궤도에서 지구의 자전 속도로 돌고 있는 정지 위성은 대개 태양을 바라볼 수 있습니다. 저궤도를 도는 인공위성은 밤낮이 있는 반면 정지궤도 위성은 이보다 훨씬 높은 고도에 있기 때문에 태양빛을 균일하게 받을 수 있습니다. 아파트도 고층일수록 일조량이 높은 것과 같습니다.
저궤도 위성은 스마트폰처럼 충·방전을 반복합니다.또한 정지 궤도 위성은 하루 종일 충전기를 켜 두는 것과 같습니다.그러나 정지 궤도 위성도 태양에 가려질 때가 있습니다. 일 년에 두 번 춘분, 추분 운세예요. 지구와 같이 돌고 있는 정지궤도 위성은 지구의 공전 위치에 따라 태양이 닿는 각도도 조금씩 달라집니다. 춘분, 추분점에서는 지구의 자전축 기울기가 0이 되어 낮과 밤의 길이가 같아집니다. 이때 태양 뒤에 있으면 지구의 그림자에 완전히 가려집니다. 이렇게 숨는 시간은 수십 초에서 최대 72분까지입니다. 항상 충전하고 있는 정지 궤도 위성 배터리도 이 때는 방전이 됩니다.
춘분, 추분점 외에 달에 의해 태양이 가려질 수 있습니다. 해-달-정지궤도위성-지구가 일직선상에 놓일 때인데, 이 시간은 최대 150분 정도입니다. 정지 궤도 위성은 항상 배터리를 충전해 두기 때문에 이 정도는 부드럽게 가지고 있어요. 인공위성은 자동으로 충전과 방전을 하기 때문에 태양 전지 패널에서의 전압이 낮아지면 배터리 전압을 사용할 수 있도록 프로그래밍되어 있습니다. 충전도 일정 전압 이상이 들어올 때만 시작하기 때문에 걱정할 필요가 없습니다.
인공위성도 스마트폰처럼 충전·방전 횟수로 배터리의 수명이 결정됩니다, 저궤도 위성의 임무가 3년이면 365일 * 15회 * 3년 = 18000회로 제한됩니다. 정지궤도 위성은 지속적으로 잔여용량을 모니터링하는 방식으로 배터리 수명을 관리하고 배터리를 교환할 수 없는 인공위성의 경우 배터리 관리를 철저히 해야 한다고 봅니다.
저번에 우주 태양광에 대해서 간단하게 설명해 드렸어요.우주태양광 관련글 : 우주태양광 발전 : 네이버 블로그(naver.com) 이번에도 우주와 관련된 태양광에 대해 설명 드렸는데요. 인공위성은 들어 본 적이 있겠지만 낯선 단어나 처음 알게 된 사실이 가끔 있을 것입니다. 저도 여러분께 소개 드리면서 항상 배우는 느낌이에요.저희 건양전력에서는 2008년도부터 신재생 에너지 설비 설치 기업으로서 태양광 설치나 수리를 시작으로 하는 여러가지 정부 지원 사업에 참가하고 있으니, 연락해 주십시오.오늘도더운데야외활동시충분한물섭취하시고건강하세요. ^^태양광설치접수·수리문의 주식회사 건양전력 042) 345-620 4월-금 9:00~18:00