미국인 1.5 kW 전기 소비 태양 에너지 제곱미터당 300 W 도달

미국인 1.5 kW 전기 소비 태양 에너지 제곱미터당 300 W 도달

미국인은 평균 약 1.5 kW로 전기 에너지를 소비한다.

태양 에너지는 제곱미터당 약 300 W로 지표면에 도달한다.

미국 국토의 몇 %를 태양전지로 덮으면

미국의 전기 에너지 수요를 충족시킬 수 있는가?

태양광을 전기 에너지로 바꾸는

태양전지의 효율은 20%로 가정한다.

The average American uses electrical energy at the rate of about 1.5 kilowatts (kW). Solar energy reaches Earth’s surface at an average rate of about 300 watts on every square meter (a value that accounts for night and clouds). What fraction of the United States’ land area would have to be covered with 20% efficient solar cells to provide all of our electrical energy?

1) 미국 인구를 “3.4억 명, 즉 3.4×10^8 명” 이라 가정.

2) 미국 국토 면적을 “9.8×10^12 m2” 라 가정.

---> 여기에 사용된 숫자에 따라,

정답은 다를 수 있다.

---> 시험 문제라면,

문제 지문에 1), 2) 값이 주어질 것이다.

1. 전력 수요 계산

1.5 kW = 1500 W 이므로,

(1500 W/명) (3.4×10^8 명)

= 5.1×10^11 W

2. 필요한 면적 계산

태양전지의 변환 효율 = 20% 이므로,

(300 W/m2) × (20/100)

= 60 W/m2

---> 태양 에너지가 m2당 300 W 도달하지만,

이중에서 60 W만 전기 에너지로 변환된다.

(5.1×10^11 W) / (60 W/m2)

= 8.5×10^9 m2

---> 5.1×10^11 W의

전기 에너지 생산에 필요한 태양전지의 면적

3. 국토 비율 계산

(8.5×10^9 m2) / (9.8×10^12 m2) × 100

= 0.0867%

답: 약 0.087%

[키워드] 태양 전지 기준, 태양 에너지 기준