과학일기태양 전지의 성능에 영향을 주는 요인들

제 14회 창의력 글쓰기 대회 과학일기 최우수상
와이즈만 영재교육 동수원광교센터 5학년 김유현


오늘은 태양 전지에 대해 배웠다.

태양 전지란 열 또는 빛을 이용해 에너지를 얻을 수 있는 장치이다.

태양 전지는 전기를 사용하기 어려운 지역이나 인구가 적은 곳에 많이 사용된다.

오지나 우주에서도 전기가 부족하고 전기를 사용하기 어렵기 때문에 그런 지역에서도 쓰일 것 같다.


태양 전지를 관찰해 보니 색상은 주로 검은색, 파란색, 남색이다.

또, 태양빛을 흡수하는 부분은 파란색이다.

그 이유는 최대한 빛을 흡수하기 위해서 

어두운 색(진한 색)을 사용하는 것이다.


태양 전지의 재질은 반질반질하고 플라스틱 같으며

앞면은 약간의 탄성, 뒷면은 딱딱하다.

태양 전지의 윗 부분은 얇고 투명한 막으로 코팅되어 있다.

왜냐하면 태양 전지를 보호하기 위해서, 빛을 통과시키기 위해서

한 번 들어온 빛을 가두기 위해서이며

태양 전지의 모양은 넓적한 모양인데 

그것은 햇빛을 받는 면적을 넓히기 위해서 넓적하게 해 놓은 것이다. 


그럼 과연 태양 전지 성능에 영향을 주는 요인은 대체 무엇일까?

바로 빛의 세기, 빛과의 거리, 빛과의 각도이고

태양 전지의 성능을 전류계, 버저, 전압계, 전동기, 전구 등으로 확인할 수 있을 것이다.


나는 태양 전지 성능에 영향을 주는 요인을 빛과의 각도,

태양 전지의 성능을 확인할 수 있는 것을 버저로 선택하였다.

그리고 나의 가설은 태양 전지와 빛의 각도가 수직일수록 버저의 소리가 더욱 커질 것이라고 생각했다.


실험 방법은 첫째. 태양 전지판과 버저를 준비한다. 둘째. 버저와 태양 전지판을 연결한다. 

셋째. 내가 예상했던 가설처럼 태양 전지판과 빛과의 각도가 수직이 되게 만든다. 

넷째. 태양 전지판과 빛과의 각도를 다양하게 시도해 보고 버저의 소리를 비교해 본다.

다섯번째. 내가 예상했던 실험 결과와 직접 실험해 본 결과를 비교해 본다.


이러한 과정으로 직접 실험해 본 결과는 

태양 전지와 빛의 각도가 수직일수록 버저의 소리가 커졌다.


소리의 세기/크기를 핸드폰 어플을 사용하여 

데시벨을 측정하고 각도는 10도부터 90도로 정한 결과

태양 전지판과 빛의 각도가 10도일 땐 크기가 63dB, 

20도일 땐 65dB, 30도일 땐 66dB, 40도일 땐 68dB,

50도일 땐 69dB, 60도일 땐 70dB, 70도일 땐 72dB,

80도일 땐 73dB, 90도일 땐 75dB였다. 


또한, 태양 전지의 성능을 가장 크게 발휘하는 조건은 

빛의 세기가 세고, 빛과의 거리가 가까우며, 빛과의 각도가 수직일수록

태양 전지의 성능이 좋아진다는 것을 알게 되었다. 



태양 전지의 장점과 단점을 비교해 보자!

장점은 전기를 어디서나 쓸 수 있도록 하고, 쉽게 고갈되지 않으며

환경오염이 발생되지 않고 다양한 장치에 쉽게 연결 가능한 것이다.


하지만 날씨의 영향을 받아서 날씨가 다를 때마다 태양 전지의 작동도 다를 것이고

설치 비용이 많이 들며 설치 장소가 확보되어야 한다는 단점도 있다. 


여러 번 방문하는 할머니 댁 지붕에 설치되어 있는 태양 전지를 보며

태양 전지를 설치한 이유와 태양 전지를 기울게 설치한 이유가 궁금하였고

더 나아가 태양 전지가 어디에서 쓰이는지, 우리에게 어떤 영향을 주는지 궁금했었는데

내가 배운 태양 전지를 통해 빛과의 각도가 수직일수록 버저 소리의 크기가 커진다는 것을

실험을 통해 확인하였고 나의 가설과 일치하여

태양 전지와 빛과의 각도가 수직일수록 태양 전지의 성능이 좋아진다는 것을 알게 됨으로써

할머니 댁의 태양 전지가 가장 성능 좋은 각도로 기울어져 설치되어 있다는 것을 깨달았다.


나는 앞으로 태양 전지의 성능을 높여줄 수 있는 요인을 더 많은 실험을 통해 배우고

현재는 태양 에너지를 100% 사용할 수는 없지만 태양 전지의 효율을 높이면

지금 우리가 사용하는 에너지의 대부분을 대체할 수 있지 않을까 하는 생각이 들었다. 



태양 전지의 효율을 높이는 방법과 태양 전지를 이용할 수 있는 다양한 발명품들을 만들어 보고 싶다.


[심사평]

김유현 학생은 <태양전지>에서 태양전지의 특징과 태양전지의 성능에 영향을 주는 요인을 탐구하고 일기 를 작성하였습니다. 

김유현 학생은 관찰을 통해 알게 된 태양전지의 과학적 원리를 자세하게 설명해 주었습니다. 또한 태양전지의 성능에 영향을 주는 요인이 무엇인지 스스로 가설을 설정하여 탐구하고, 결과를 글과 표로 잘 표현 해 주었습니다. 탐구 결과를 통해 할머니 댁의 태양전지가 가장 효율적인 각도로 설치되어 있음을 떠올린 점이 인상적입니다. 탐구를 통해 알게 된 것을 경험과 연계하여 해석하고 태양전지를 효율적으로 이용한 발명품을 고안하는 탐구 태도가 훌륭합니다. 

과학 기술의 발전을 위해서는 호기심과 관찰이 필요합니다. 지금처럼 호기심을 바탕으로 적극적으로 탐구 하고, 탐구한 내용을 생활 속에서 다양하게 적용해 가며 즐거움과 깨달음, 감동이 있는 탐구를 해나가는 유현 학생이 되기를 기대합니다 



[ 작품 원본 보기 ▽ ]

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



#와이즈만 #와이키즈 #창의력글쓰기대회 #와이즈만창의력글쓰기대회 #14회 #수상작 #과학일기 #최우수상 #태양전지 #태양에너지 #태양전지장단점 


0 0