태양광 패널을 실제로 승용차에 사용할 수 있을까?
브리지스톤 월드 솔라 챌린지(Bridgestone World Solar Challenge)에서 속도 기록을 세우는 '챌린저(Challenger)' 클래스 차량은 3,000km 코스 전체를 태양 에너지로만 주행합니다. 하지만 이러한 태양전지로 양산형 EV 자동차에 전력을 공급하려고 하면 어떻게 될까요? 가능하거나 실용적이기도 할까요? αCentauri의 자동차 알레치(Aletsch)의 어레이는 충분할까요? 또는, EV에 전력을 공급하려면 어레이가 얼마나 커야 할까요?
2023년도 브리지스톤 월드 솔라 챌린지 규정에 따르면, 태양광 어레이 허용 크기는 4제곱미터입니다. 실제 조건에서 태양광 패널의 일반적인 전력 출력은 제곱미터당 200~300W 정도입니다. 따라서 이 논의에서는 브리지스톤 월드 솔라 챌린지 태양광 자동차를 위한 총 출력 전력이 4m^2 * 300W = 1200W라고 가정하겠습니다.
그리고 EV 전력 소모량은 고속도로 속도로 좋은 조건에서 245Wh/마일 정도됩니다. 245Wh/마일 * 60마일/h = 14.7kW가 예가 되겠네요. 그러니까 브리지스톤 월드 솔라 챌린지 자동차 패널은 1200W / 14700W = 8%, 고속도로 속도에 필요한 전력의 8%만 생산할 수 있습니다.
그러나 우리는 브리지스톤 월드 솔라 챌린지 4제곱미터 규정을 준수할 필요가 없기 때문에 전력 수요에 맞게 태양광 어레이를 적절한 크기로 조정할 수 있습니다. 고속도로 속도로 달리는 테슬라에 전력을 공급하는 데 필요한 태양열 어레이는 14700W / 1200W * 4m^2 = 49제곱미터입니다! 승용차 표면 크기가 아니라 배 돛 크기네요!
αCentauri 팀의 Aaron Griesser와 함께 양산형 차량에 태양광을 사용하는 것에 대한 생각을 이야기해봤습니다. 그는 “100% 확신할 수는 없지만, 일반적으로 [양산형 차량의 경우] 상당한 추가 에너지가 될 수도 있을 겁니다.
현재는 전자 제품과 작업 비용이 너무 비쌉니다. 고정 설치로 주차장 지붕에 설치하는 게 더 쉽고, 가장 많은 전력을 얻을 수 있을 거예요. 태양광 자동차를 만들 때는 셀에서 얻을 수 있는 많은 전력을 낭비하게 됩니다. 그림자는 항상 지게 마련이고 셀 배치가 최적이 아니기 때문입니다. 도로에서 어레이 성능을 완전히 발휘하지 못할 것이라는 사실에 동의하실 겁니다.”라고 말했습니다.
Griesser의 생각은 매우 정확합니다. 태양 전지는 EV 충전에 더 실용적입니다. 미국에서 EV로 평균 41마일을 통근하는 경우 245Wh/mi * 41마일 = 10kWh가 필요합니다.
8시간 근무 중에 또는 밤에 잠을 자는 동안 자동차는 1.25kW 회로 또는 약 4m^2의 태양광 패널로 완전히 재충전할 수 있습니다. 브리지스톤 월드 솔라 챌린지 규정 패널 크기이며 일반적인 주차 공간보다 작습니다.
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