온실 효과 (Greenhouse Effect)

현재 태양광 발전 시스템의 대부분은 단순히 실용적이고 경제적인 이유 때문에 사용되고 있으나 태양광의 잠재적인 이득은 태양광이 여타 발전 기술에 비해 가장 환경친화적인 기술의 하나라는 점이다. 전력 생산에 따른 환경 영향, 특히 온실 효과는 태양광을 다시 한 번 검토하게 만드는 중요한 이유이다. 온실효과에 대한 개요를 아래에서 설명하고자 한다.

지구의 온도는 태양으로부터 지구로 들어오는 복사에너지와 지구에서 우주로의 복사에너지 사이에 구축된 평형의 결과이다. 지구에서 방사되어 나가는 복사에너지는 지구 대기의 존재와 지구의 대기의 조성에 큰 영향을 받는다. 달에서처럼 지구에 만약 대기가 없다면 지표면의 평균온도는 약 -18 ℃가 된다. 그러나 대기 중에 270 ppm 수준에 이르는 이산화탄소(CO2)은 밖으로 나가는 복사에너지를 흡수하고, 이 에너지를 대기 중에 보존하여 지구를 덥힌다. 대기는 지구의 온도를 달에서의 온도보다 33 ℃ 높은 평균 약 15 ℃가 되게 한다. 이산화탄소는 13~19 μm의 파장 밴드를 강하게 흡수하고, 또 다른 대기 가스인 수증기는 4~7 μm 파장 대역의 빛을 강하게 흡수한다. 밖으로 빠져나가는 대부분(70 %)의 복사에너지는 파장 7~13 μm 사이의 틈새를 통해서 빠져나간다.

인간의 활동으로 인간이 발생시키는 "anthropogenic 가스“가 대기로 점차 많이 배출되는데, 이 가스들은 7~13 μm의 파장 범위를 흡수하는데, 특히 이산화탄소, 메탄, 오존, 질소 산화물과 염화불화카본(chlorofluorocarbons : CFC's)이 그러하다. 이들 가스들은 정상적인 에너지의 방출을 막아 잠재적으로 지구의 온도를 상승시킬 수도 있다. 현재의 제반 증거들을 보면 2030년까지 이산화탄소의 농도는 배로 증가하고 지구의 온도를 1~4 ℃ 상승시키게 된다는 것이다. 이렇게 되면 바람과 강우 패턴에 변화를 가져와 그 결과 대륙의 안쪽에는 가뭄을 가져오고 바다의 높이는 올라가게 될 수도 있다는 것이다. anthropogenic 가스의 배출이 더 증가하게 되면 더 심각한 결과를 초래하게 됨은 당연하다.

CO2

평균 온도(적색)와 함께 대기 중의 이산화탄소 농도(청색)의 연관성[1]

위의 그래프는 90 년대 중반까지만 포함하고 있는데, 이 무렵부터 이 PVCDROM을 쓰기 시작 하였다. 당시 지구 온난화가 추세인지 혹은 하나의 통계상의 변동에 의한 것인지 많은 논의가 있었다. 평균 온도는 통계의 평균 수준으로 다시 내려갈 것이라는 희망이 있었다. 아래 그래프와 같이 중간 중간에 지구의 온도가 지속적으로 올라간 것을 볼 수 있다

rise in global temperatures

지표면의 평균온도. 온도가 지속적으로 상승하고 있다[2][3]

분명, 인간의 활동은 이제 지구의 환경에 영향을 미치고, 그것이 인간의 관심을 끄는 상황에까지 이르렀다. 부작용은 파괴적으로 나타날 수 있어 앞으로는 환경 영향이 작고 온실 가스 배출이 없는 기술이 점차 중요해 질 것이다. 화석연료의 연소에 의하여 에너지가 가장 중요한 온실가스 생산 분야가 되므로 화석연료를 대체할 수 있는 태양광과 같은 기술의 사용이 증대되어야 한다[[4].