[과학일기]태양전지+ㅇㅇ 합체!

제 13회 창의력 글쓰기 대회 과학일기 우수상
와이즈만 영재교육 서대문상암센터 5학년 송호민 



시작하기 전에 태양전지가 무엇이냐? 태양전지란 열 또는 빛을 이용해 에너지를 얻을 수 있는 장치이다. 태양전지는 인적이 드문 곳에 있어 대부분 에너지를 얻기 힘든 지역에 있다. 그래서 태양전지하면 떠오르는 것은 바로바로 어느 초원에 있는 남색판에 가축들이 있는 것일거다. 초원은 대체적으로 에너지를 얻기 힘들다. 초원에 태양전지가 있는 것은 어쩌면 당연한 것일 수도 있다. 



어떤 느낌이냐면... 이런 느낌의 그림이 가장 기억에 남을 것이다. 이제 대략 태양전지가 무엇인지 알았으니 본격적으로 태양전지가 어디에 사용되고 특성 등을 알아보자! 



태양전지는 남색이다. 이유는 무엇일까? 궁금하다 궁금해. 태양전지의 색이 어두운 색깔인 이유는(다 예측은 했겠지만) 태양전지는 태양의 빛 또는 열을 이용한다. 이때 엄마가 말해준 말을 떠올리면 된다. "여름에는 흰색 티를 입고 겨울에는 검정 패딩 입어!"



이때 검정색이나 남색 같은 어두운 색들은 빛의 흡수력이 좋다. 그래서 태양전지가 대부분 어두운 색인 남색과 검정색인 것이다. 아직도 못 믿겠다구요? 그럼 이 실험을 한번 보시죠...



# 실험내용: 과연 태양전지의 색깔이 태양전지의 성능에 미치는 영향은 무엇일까?

# 나의 가설: 앞서 말씀드렸다시피 저는 '어두운 색의 태양전지가 밝은 태양전지 보다 성능이 더 좋을 것이다'가 내 가설이다. 

준비물은 태양전지x2, 노란색 필름x1, 셀로판테이프x1, 스탠드x1, 각도기x1, 집게 달린 전선x4, 전류계x1, 타이머x1 등등

# 실험방법:

1. 태양전지를 전류계에 연결한다 (기존의 남색 태양전지)

2. 태양전지를 각도계에 셀로판테이프로 부착한 다음 45°가 되게끔 만든다.

3. 자를 이용하여 전등과 각도계에 부착된 태양전지의 거리를 20cm로 조정한다.

4. 전등을 비추고 전류 값까지 측정한다.

5. 기존 태양전지에 노란색 필름을 붙이고 1,2,3,4번이랑 동일하게 실험해 준다.

6. 기존 태양전지와 노란색 필름을 부착한 기존 태양전지의 전류값을 비교해 준다.

# 실험의 결과:

태양전지의 색
남색
노란색
전류값(mA)
65mA
40mA
→ 이 실험을 통해 제 말을 믿게 되었을 것입니다. 또 남색 태양전지 즉, 어두운 태양전지가 밝은 색인 노랑색 태양전지 보다 성능이 좋았다를 알 수 있습니다.




태양전지의 관찰

1. 겉은 플라스틱? 

이유) 태양전지가 깨지면 태양전기를 더이상 못쓴다. 즉, 태양전지가 깨지는 것을 막기 위해서이다.

2. 태양전지의 뒤는 구리이다?

이유) 구리는 열이 전달이 빠르다. 그래서 태양전지가 열을 흡수하는데 도움을 준다.

3. 알루미늄 호일 띠 같은 것이 있다?

이유) 태양전지는 떨어져 있다. 이 태양전지는 연결되어야 한다. 이 호일 띠로 연결을 한 것이다. 



태양전지의 좋은 점과 안 좋은 점은 뭐가 있을까?

[장점] 태양전지인 만큼 태양의 남은 수명 50억년 동안은 사용될 수 있는 에너지 중 하나이다. 즉, 에너지가 무한으로 나온다. 또 다른 에너지 석유와 다른 에너지와 같이 태우는 에너지 즉, 환경에 나쁘지 않다. 이렇게 좋은 태양 에너지이다. 하지만 장점이 있으면 단점도 있어야 한다.

[단점] 태양전지는 매우 비싸다. 설치 비용이나 그냥 태양전지의 값이 비싸다. 


그래서 단점이 있기는 하지만 충분히 보안이 가능하고 그것 말고는 눈에 띄는 단점은 없어 미래에 에너지로 주목을 받고 있다는 점이다. 그래서 내 말은 그 좋은 태양전지 왜 나는 좋은 태양전지를 사용하면 안돼? 이래서 강제 결합법이 필요하다. 마구잡이로 생각해 보다가 아하!! 태양전지+손풍기


왜 이게 좋은 아이디어냐... 태양전지는 태양 에너지를 사용한다. 태양이 있을 때는 대부분 뜨거운 여름날, 이런 날은 손풍기가 필요하다=Perfect math 그래서 작품을 만들어 봅시다!!


# 준비물: 스타이로폼 보드, 전선 스위치, 태양 전지, 모터, 나무막대, 프로펠러가 필요하다. 이제 만들어 보자! 

Step1. 스타이로폼 보드 잘라내기

Step2. ㅁ 모양 2개에 나무막대를 글루건으로 스틱하기. 그 다음 이런 모양으로 만들어 준다. 그 다음 프로펠러에 끼우고...

Step3. 빗금을 친 부분에 나무막대를 붙이고 트러스트 구조로 채워주고 폼보드를 붙여 버린다. 왜관 잡기 성공!! 완성!! 



처음에는 엄청나게 위험했던 손풍기였는데 친구들이 너무 무겁고 위험하다 해서 안전 장치가 생겼고 더 가벼워졌다. 안전 장치가 없었으면 프로펠러에 손이 베일 위험이 있다. 너무 위험하다. 그래서 안전 장치는 프로펠러가 우드록에 끼워져 내 의지래도 킬려면 프로펠러를 빼면 된다. 그래서 내 의지와 상관없이 키는 것을 방지할 수 있다. 친구들아 고맙다!! 그래도 친구들이 아직도 평이 안 좋다 하니;; 그래도 나는 아직까지 괜찮다.


수업을 듣고 전기 또는 석유 말고 엄청나게 효율적인 에너지인 태양 에너지에 관하여 더 자세히 알았고 신에너지를 사용해 강제 결합법으로 다른 물건과 합쳐가지고 신에너지의 사용을 매우 잘한 것 같아 뿌듯하고 또 나의 손풍기가 만들면서 발전이 있어 기분이 더 좋았다. 


[심사평]

송호민 학생은 <태양전지>에서 태양전지를 탐구하고, 창의적 문제 해결 단계에 따라 태양전지를 이용한 창의적 작품을 제작한 후 일기를 작성하였습니다.

태양전지의 색깔이 어두운 이유를 알아보기 위한 가설을 세웠고, 그에 따른 실험 계획을 세웠습니다. 또한, 태양전지의 장점과 단점을 알아보고 태양전지를 이용하여 나만의 발명 아이디어를 내는 과정을 다른 사람에게 설명하듯이 잘 정리해 주었습니다. 특히, 질문을 가지고 탐구하여 궁금증을 해결해 가는 과정이 생생하게 표현되었습니다. 또한 나만의 발명품 아이디어를 친구들에게 공유하고 그 의견을 받아들여 수정 및 보완한 점이 인상깊었습니다.

앞으로도 주어진 문제를 해결하기 위해 적극적으로 아이디어를 내고, 아이디어를 평가하며 탐구 계획을 정교화하는 훈련을 통해 창의적 문제해결력을 더욱 키워가기를 바랍니다. 호민 학생만의 창의적인 아이디어가 다른 사람들을 위한 아이디어로 발전해가며 미래 사회에 크게 쓰이게 되길 기대합니다.



[작품 원본 보기 ▽] 



[위 작품은 와이즈만 영재교육과 와이키즈에서 개최하는 '수학・과학 창의력 글쓰기 대회'에 출품된 작품입니다.]




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