안녕하세요 건양전력입니다. 오늘은 태양광과 인공위성에 대한 이야기를 나눠보도록 하겠습니다.
인공위성은 임무 수행을 위해 일정한 속도로 지구를 공전합니다. 배터리 충전이나 콘센트 연결로는 충전이 안 되는데 어떻게 공전에 필요한 에너지를 얻기 위해 움직이는지 궁금할 것 같습니다.태양 전지판 덕분입니다.발사 전부터 사용한 배터리가 방전될 수 있기 때문에 인공위성은 우주 공간에 도달하자마자 태양전지 패널을 펼쳐 태양광을 받아 인공위성이 사용하는 전력 에너지를 생산하고 발사에 의해 방전된 배터리를 충전합니다.
인공위성에 설치하는 태양전지 패널의 크기는 그 인공위성이 임무를 수행할 때 필요한 전력량에 비례합니다.또 우주 공간에서는 계절에 따라 태양광이 조사되는 각도가 달라져 태양전지판이 생성하는 전력량이 달라지기 때문에 이것도 고려사항입니다.즉, 인공위성이 필요로 하는 총 전력량이 계산되면 태양전지 패널은 태양에너지를 가장 적게 받는 시기를 고려하여 크기가 결정됩니다.대기권이 없는 우주에서는 태양광을 직접 받을 수 있어 지상의 태양광 발전보다 에너지 효율도 좋습니다.
자료 출처: 에너지 정보 커뮤니케이션 센터 재생 에너지를 이용하는 설비라면 에너지 저장 시스템이 반드시 필요합니다. 풍력 터빈은 바람이 불 때만, 태양광 시스템은 햇빛이 비칠 때만 발전할 수 있습니다. 에너지를 저장하지 않고 사용하면 문제가 발생할 수 있다는 것을 다들 알고 계실 겁니다. 발전 출력이 삐걱거리면 전력 품질이 저하되어 항상 일정한 전압 공급이 어려워질 것입니다. 또한 가동 중단이나 기기 고장으로 이어질 수 있기 때문에 잉여 전력의 보존은 필수적입니다. 인공위성은 태양광을 받을 때 배터리에 충분히 저장해 두었다가 태양이 가려지면 방전되는 방식입니다.
인공위성마다 충방전 횟수가 다른 것을 알고 계셨나요? 높은 궤도를 돌느냐, 낮은 궤도를 돌느냐에 따라 차이가 있습니다. 저궤도에서는 위성 속도가 정지궤도보다 2배 이상 빠릅니다. 저궤도를 도는 아리랑 위성은 초속 7.5km의 속도로 하루에 15번 정도 지구를 돌아요.돌면서 태양에 가려 다시 시청을 반복합니다. 이 횟수가 충전 주기로 100분 정도면 지구 일주를 한다는 계산이 됩니다. 이 중 낮 지역이 64분, 밤 지역은 36분입니다. 충방전을 하루에 15회 반복하는 것입니다.높은 궤도에서 지구의 자전 속도로 돌고 있는 정지 궤도 위성은 대부분 태양을 바라볼 수 있습니다. 저궤도를 도는 인공위성은 밤낮이 있는 반면 정지궤도 위성은 이보다 훨씬 높은 고도에 있기 때문에 태양광을 골고루 받을 수 있습니다. 아파트도 고층일수록 일조량이 높은 것과 같은 이치입니다.
저궤도 위성은 스마트폰처럼 충방전을 반복하고 정지궤도 위성은 종일 충전기를 끼워두는 것과 같습니다.그러나 정지 궤도 위성도 태양에 가려질 수 있습니다. 1년에 2번만 춘분, 추분점이에요. 지구처럼 돌고 있는 정지궤도 위성은 지구의 공전 위치에 따라 태양빛을 받는 각도도 조금씩 달라집니다. 춘분, 추분점에서는 지구의 자전축 기울기가 0이 되어 낮과 밤의 길이가 같아집니다. 이때 태양 뒤에 있으면 지구의 그림자에 의해 완전히 가려집니다. 이렇게 숨는 시간이 수십 초에서 최대 72분까지입니다. 항상 충전 중인 정지 궤도 위성 배터리도 방전됩니다.
춘분, 추분점 이외에도 달에 의해 태양빛이 가려지는 경우가 가끔 있습니다. 태양-달-정지궤도 위성-지구가 일직선상에 놓일 때인데, 이 시간은 최대 150분 정도 됩니다. 정지 궤도 위성은 항상 배터리를 충전해 두기 때문에 이 정도는 여유가 있습니다. 인공위성은 충방전을 스스로 하기 때문에 태양전지 패널에서 오는 전압이 낮아지면 배터리의 전압을 가지고 사용하도록 프로그래밍되어 있습니다. 충전도 일정 전압 이상이 들어올 때만 시작되기 때문에 걱정할 필요가 없습니다.
인공위성도 스마트폰처럼 충방전 횟수에 따라 배터리 수명이 결정됩니다, 저궤도 위성의 임무가 3년이면 365일*15회*3년=18000회로 제한됩니다. 정지궤도의 위성은 지속적으로 잔여 용량을 모니터링하는 방식으로 배터리 수명을 관리하고 배터리를 교체할 수 없는 인공위성의 경우 배터리 관리를 철저히 해야 할 것으로 보입니다.
얼마 전 우주 태양광에 대해 간단히 설명했습니다.우주태양광 관련 글 : 우주태양광발전 : 네이버 블로그(naver.com) 이번에도 우주에 관한 태양광에 대해 설명했습니다. 인공위성을 많이 들어보긴 했지만 생소한 단어나 처음 알게 된 사실이 가끔 있었던 것 같아요. 저도 여러분들께 소개해드리면서 항상 배우는 느낌이에요.저희 건양전력에서는 2008년도부터 신재생에너지 설비 설치기업으로 태양광 설치 및 수리를 비롯한 다양한 정부지원사업에 참여하고 있으니 주저하지 마시고 연락주시기 바랍니다.오늘도 날씨가 더우니 야외활동 시 충분한 물을 섭취하시어 건강에 유의하시기 바랍니다. ^^ 태양광설치접수 수리문의 주식회사 건양전력 042) 345-6204월-금 9:00~18:00