2020년 이후 적용할 새로운 기후협약인 `파리기후변화협정' 이행과 온실가스나 지구온난화 등의 문제가 대두됨에 따라 수소전기차나 전기차와 같은 친환경 자동차에 관한 관심이 높아지고 있다. 하지만, 친환경 자동차의 원동력인 전기를 만드는 방법이 오염을 유발한다는 문제가 발생했다.
어떻게 하면 환경오염을 최소화하면서 전기를 만들어낼 수 있을까? 태양 에너지를 이용하는 태양열 충전 시스템을 활용하면 친환경적으로 전기를 만들 수 있다.
태양열 충전 시스템은 태양광 주행 충전 기술로, 태양으로부터 직접 빛을 받는 패널과 제어기, 변환한 에너지를 모을 수 있는 배터리로 구성된다. 태양광이 태양전지 셀 표면에 닿으면 전자와 정공으로 분리되며 에너지가 발생하고 루프 패널에 모여서 변환된 태양광 에너지는 제어기를 거쳐 배터리에 전달되는 원리를 이용한다.
태양열 충전 시스템은 태양광을 이용해 주행거리를 연장하고 이산화탄소를 저감하기 위해 개발되었으며, 앞으로 친환경 자동차 시장을 주도하는 데에 큰 역할을 할 기술이다. 특히, 전기 충전을 할 수 있는 충전소에 직접 찾아가 배터리에 전기를 충전할 필요 없이 지붕에 설치된 패널을 통해 태양광을 직접 받아 빛 에너지를 전기 에너지로 전환해 동력으로 사용할 수 있다는 점이 굉장히 편리하면서 경제적이다.
태양열 충전 시스템은 현재 기준으로 크게 1~3세대로 분류할 수 있다.
1세대는 실리콘형 솔라루프로, 차체 지붕에 양산형 실리콘 태양전지를 장착하여 계절 및 사용 환경에 따라 하루에 30%부터 약 60%까지 배터리를 충전할 수 있다. 다만 투과형이나 개폐형 썬루프에는 적용할 수 없다.
2세대는 반투명 솔라루프로, 파노라마 선루프에 반투명한 태양전지를 장착하는 형태이며 반투명한 재질을 사용해서 개방감과 투광성을 확보한 것이 특징이다.
3세대는 솔라리드로, 전기 출력 극대화를 위해 차량 보닛 부분과 루프 강판에 태양전지를 일체형으로 삽입하는 형태이다. 특히 미국 스타트업 ‘압테라(Aptera)’가 개발한 태양광 자동차를 보면 잘 알 수 있다.
총 180개의 솔라 셀이 차제 구조에 통합되어 있고, 하루에 최대 72km를 주행할 수 있는 전기량을 생산할 수 있다. 완벽한 충전은 충전소에서 해야 하지만, 낮에 발생하는 태양 에너지로 배터리가 충전되어 일상에서 거의 충전할 필요가 없다.
이외에도 자동차 디자인을 비행기와 유사하게 만들어 공기 저항 계수를 0.13까지 낮췄고 기존의 태양열 전기 자동차보다 5배 더 멀리 주행할 수 있도록 했다. 그리고 공기 저항이 작아, 제로백(자동차가 정지 상태에서 시속 100km에 이르는 시간)이 3.5초 정도이며 최대 속도는 약 177km로 빠르다.
또한, 안전 셀, 차세대 에어백, 에너지 흡수 복합 소재를 사용해 안정성은 우수하고 차선 유지나 비상 제동 등이 가능한 레벨 2 자율 주행 기능도 갖추고 있다. 특히, 기존 전기자동차에 들어가는 300여 개의 주요 부품을 4개로 줄여 제조과정과 비용 면에서 효율성이 매우 우수하다.
해당 자동차는 2021년 생산을 목표로 하는 만큼 완벽한 친환경 자동차가 거리를 누빌 날이 머지않아 다가올 것으로 보인다.
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