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태양광 발전은 태양의 빛에너지를 전기에너지로 바꾸는 발전 방식이다. 태양광 발전 효율은 기상 요소, 지리 요소, 설비 요소 등의 영향을 받는다. 발전 효율이 가장 높아지는 태양광 패널의 최적 온도는 25 °C이며, 일사량이 많은 맑은 날에 발전 효율이 높다. 우리나라의 경우, 위도가 낮을수록 태양의 고도가 높아 태양광 발전 효율이 향상된다. 또한 해발 고도가 높을수록 발전 효율도 높은데, 그 이유는 태양광 발전 시스템의 설비가 지표로부터 방출되는 복사열의 영향을 덜 받기 때문이다. 패널 경사각 또한 태양광 발전 효율에 큰 영향을 미치는데, 태양광 패널과 태양광선의 각도가 90 °일 때 가장 효율이 높다.
태양광 발전의 장점은 태양으로부터 에너지 자원을 거의 무한에 가깝게 공급받을 수 있으며, 발전 과정 자체만 봤을 때 이산화탄소가 발생하지 않는다는 것이다. 또한 전기를 끌어오기 힘든 장소에서도 쉽게 설치할 수 있을 만큼 발전 설비가 단순하고, 보수 및 유지 관리에 비용이 적게 든다. 그러나 패널 생산 과정에서의 유해물질 발생, 폐패널 처리 문제, 설치에 따른 환경 파괴와 같은 단점이 있다.
태양광 발전소의 규모를 나타내는 단위로는 kW(킬로와트), MW (메가와트) 등의 전력 단위가 사용된다. 1 MW 태양광 발전소는 시간당 1 MW(1,000 kW)의 전력을 생산하는 규모의 발전소를 말한다. 설비 효율이나 환경적 특성 등에 따라 달라지지만, 1 MW 태양광 발전소를 건설하려면 3,000 ～4,000평의 면적이 필요하다. 1 MW 태양광 발전소를 통해 전기를 생산하면, 같은 양의 전기를 화석연료 발전 방식으로 생산할 때보다 연간 500톤의 이산화탄소를 감축하는 효과가 있다.
<보 기>
ㄱ. 우리나라의 경우, 태양광 발전은 위도와 해발 고도가 높을수록 태양광 발전 효율이 높다.
ㄴ. 0.5 MW 규모 태양광 발전소의 하루 발전시간이 2시간이면, 30일 동안 생산하는 전력은 30 MW이다.
ㄷ. 태양광 패널과 지표면의 각도가 90 °일 때 태양광 발전 효율이 가장 높다.
ㄹ. 태양광 발전은 설비가 단순하지만 보수 및 유지관리 비용이 많이 드는 문제가 있다.
- ①ㄱ정답
- ②ㄴ정답
- ③ㄱ, ㄹ정답
- ④ㄴ, ㄷ정답
- ⑤ㄴ, ㄷ, ㄹ정답
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정답: 공식 최종정답 기준 · 검수 방식
정답 근거
정답은 ②로, ㄴ만 옳습니다. 지문이 제시한 발전량 계산 방식을 따르면 0.5MW 규모에서 하루 2시간씩 30일 생산하는 양은 0.5×2×30=30이므로 ㄴ의 수치와 일치합니다. ㄱ은 틀립니다. 우리나라에서는 위도가 낮을수록, 해발 고도가 높을수록 발전 효율이 높습니다. 두 요인의 방향을 모두 ‘높을수록’으로 묶으면 안 됩니다. ㄷ은 틀립니다. 90°를 이루어야 할 대상은 태양광 패널과 태양광선이며, 패널과 지표면이 아닙니다. ㄹ은 틀립니다. 발전 설비는 단순하고 보수ㆍ유지 관리 비용은 적게 든다고 설명합니다. 지문이 제시한 단점은 패널 생산ㆍ폐기ㆍ설치 과정의 문제입니다.
풀이 요령 · 관련 개념
풀이 요령: 비교 방향, 각도를 이루는 두 대상, 장단점의 대응을 각각 확인합니다. 누적 생산량은 설비 규모에 하루 가동시간과 일수를 모두 곱하여 산정합니다.