태양전지와 연료전지의 전류와 전압의 관계

모든 전지는 에너지를 갖고 있습니다.

전압과 전류, 즉, 큰 댐을 생각해보세요

먼저 전압에 대해 이야기 하겠습니다.

댐의 높이가 높을 수록 떨어지는 물의 속도는 빨라지죠

그러니 더 빨리 혹은 더 세게 발전기를 돌릴 수가 있어요, 이것이 전압이예요

 

다음은 전류에 대해 설명할게요

모든 댐에는 물이 계속 들어오고, 그 물을 담아두게 돼죠

그런데 댐에서 수로 한개를 열어서 물을 내보낼 때와 여러개를 열어서 내보낼 때 흘러나가는 물의 양은 다르죠

즉 없어지는 물의 양이 달라지죠, 들어오는 물은 항상 일정한데 말이죠

여기에서 술로로 내보내는 물로 발전기를 돌린다면, 수에 따라 돌릴 수 있는 발전기의 개수도 달라지겠죠

이것이 전류라고 할 수 있습니다.

 

사용전압은 댐의 높이, 전류는 수로로 내보내는 물의 양이라고 생각하면 됩니다.

 

그러면 태양전지와 연료전지에서 전압과 전류의 차이를 비교하겠습니다.

태양전지나 연료전지는 각 1개 마다 전압이 결정되어 있어요

그리고 태양전지는 빛에 의해서 일정한 속도로 발전을 하죠

그런 점에서는 연료전지도 마찬가지예요

전기를 사용하지 않는다면, 고유한 전압(개회로 전압)만큼만 유지한답니다.

댐에서의 경우는 물이 그냥 넘친다고 생각하면 됩니다.(전기는 눈에 보이지 않으니까요)

 

그러나 태양전지에 전기회로를 연결하여 사용한다면 전류가 흐르겠죠

그런데 태양전지가 만들 수 있는 전류는 면적에 따라 결정됩니다. 왜냐하면 빛을 받는 면적에 비례하거든요

그런데 전류를 많이 뽑아쓰면, 전압이 떨어집니다.

 

댐의 경우로 비유하지요

엄청 큰 발전기를 돌린다고 생각하면, 사용하는 물의 양이 많아지겠죠

유입되는 물의 양이 한정되어 있다면, 댐에 차있는 물의 높이가 줄어들 겁니다.

이것이 전압강하입니다. 그리고 댐에 물이 유입되는 곳과 댐에서 물이 빠져나가는 곳에도 수위차가 납니다.

이것은 농도 분극과 유사한데, 물질전달의 속도가 늦어지기 때문입니다.

수로의 내벽이 울퉁불퉁하다면 마찰이 많이 되어서 물의 낙하속도를 늦추게 하죠, 이것이 저항손실에 해당합니다.

연료전지도 태양전지와 비슷합니다.

연료전지는 기체, 액체, 고체의 3상표면반응이므로 발전되는 전자의 갯수는 면적에 비례합니다.

 

설명을 하다보니 주절주절하게 되었군요

도움이 되었기를...