(나) 광합성
조효소의 일종인 NADP+와 결합하여 NADPH와 H+로 된다. 엽록체에서 이루 어지는 명반응을 정리하면 [그림 2]와 같다. (생물 II 교과서)
[그림 2]
(다) 태양광 전지
풍부한 태양빛으로부터 직접 전기를 생산한다는 것은 매우 멋진 일이다.
그것은 지금으로부터 100년 전만 해도 꿈도 꾸지 못했던 것으로 이는 최근에 나타난 재생 에너지이다.
태양광 전지의 작동 원리를 이해하기 위해서는 우선 무수한 에너지 입자, 즉 광자들로 이루어진 빛을 살펴보아야 한다. 반도체 태양광 전지에 태양 빛이 입사하면 전류가 흐르고 전기가 발생한다. 그 가운데 실리콘 반도체를 기반으로 한 태양광 전지는 [그림 3]과 같은 파장대의 빛을 흡수하여 전기적 에너지로 바꾼다.
현재 태양광 전지가 태양광 에너지를 전기적 에너지로 바꾸는 효율은
논제 4. 한 달에 300kWh를 사용하는 가구에서 m2당 설치비용이 100만원이고 넓 이가 10m2인 태양광 전지판을 지붕 위에 설치하고, 매일 낮 시간에 8시 간동안 발전을 할 수 있다고 하자. 태양광 전지판의 수명이 20년이라고 할 때, 이 가구에서 설치비용을 회수하는 데 걸리는 시간을 <표 2>에 주 어진 주택용 전기요금 기준표를 참고하여 구하고 태양광 전지의 경제성과 대체 에너지원으로서의 발전 방안에 대하여 논하시오.
❑ 출제의도 및 문항설명
◦ 답안 1
◦ 답안 2
◦ 답안 3
￭ 논제 2
자연에서 일어나는 태양광 발전인 식물의 광합성 과정 중 명반응에서 에너지 변환과 정의 화학적 원리에 대한 이해를 기초로 하였다.
광합성을 통한 에너지 전환과정을 화학 반응의 측면에서 논의하는 것이 이 논제의 핵 심이다. 광합성 명반응에서 물을 광분해하여 산소기체와 함께 수소이온과 전자를 만 드는 반응의 역할에 대해 추론하는 것이 첫 번째 논점이다. 이 반응에서 생성되는 수 소이온과 전자가 광분해 과정을 통해 어떻게 쓰이는지 파악하고 이들의 지속적인 공 급이 중요하다는 점을 추론한 경우 좋은 평가를 받았다. 두 번째 논점은 물의 광분해 반응이 보통의 조건에서는 잘 일어나지 않으며, 이를 극복하기 위하여 실제 광합성
◦ 답안 1
◦ 답안 2
◦ 답안 3
◦ 답안 4
￭ 논제 3
◦ 답안 2
◦ 답안 3
￭ 논제 4
태양광 전지의 경제성을 시설비 및 전기요금에 대한 비교를 통해 논제 3에서 확인한 에너지 효율문제와 연결시키도록 하였다. 또한 현재까지는 화석연료에 비해 경제성이 낮은 것으로 평가되고 있는 태양광 전지의 발전 가능성을 제시하도록 하여 대체 에너 지원 개발 연구의 방향을 생각해 보도록 하였다.
제시문에서 설명된 내용을 충실히 이해하고 필요한 계산을 정확히 수행하고 있는지, 그리고 계산 과정을 단계별로 나누어 효율적으로 설명할 수 있는지를 평가하고자 하 였다. 태양광 전지의 효율성에 대해서는 논리적으로 타당한 범위 안에서 다양한 제안 을 기대할 수 있다. <답안 1>은 필요한 내용을 정확하고 간결하게 잘 기술하였다.
<답안 2>는 문제에서 요구하는 계산 자체는 대체로 잘 수행했으나 각 단계 사이의 논리적인 흐름에 대한 설명이 부족한 점이 아쉽다. <답안 3>은 태양광 전지의 발전 가능성을 다양한 시각에서 고찰한 점이 흥미롭다.
◦ 답안 1
◦ 답안 2
◦ 답안 3