자동차 지붕에 태양광 패널 설치해 배터리 충전하는 기술 공개
세계 최초로 내연기관에 적용하는 반투명 솔라루프도 개발
◆…현대·기아차는 솔라시스템 (Solar charging system) 관련 기술을 31일 공개했다.사진은 현대·기아차 연구원들이 1세대 솔라루프가 장착된 자동차를 테스트하고 있다. 현대기아차 제공
현대·기아자동차가 태양광 충전 자동차 솔라시스템 (Solar charging system) 관련 기술을 31일 공개했다.
태양광을 이용하는 솔라시스템 기술을 상용화해 주행거리를 연장하고 이산화탄소 발생을 줄임으로써 친환경 자동차 경쟁에서 앞서 나가겠다는 의지다.
솔라시스템은 메인 동력을 보조하는 형태로 개발되고 있다. 전기차와 하이브리드카 같은 친환경 자동차는 물론 일반 내연기관 자동차의 배터리도 충전해 연비를 높이게 된다.
현대·기아차는 1세대 실리콘형 솔라루프, 2세대 반투명 솔라루프, 3세대 차체형 경량 솔라리드 등 세 가지 형태의 솔라시스템을 개발하고 있다.
하이브리드 모델에 적용할 1세대 솔라루프는 일반 루프에 양산형 실리콘 태양전지를장착한 형태이다. 1세대 솔라루프 시스템은 계절과 사용 환경에 따라 하루 30~60% 가량 배터리 충전이 가능하다.
세계 최초로 내연기관 모델에 적용할 2세대 반투명 솔라루프는 불투명한 1세대 솔라루프와는 다르게 개방감을 원하는 소비자를 위한 투과·개폐형 옵션으로 개발되어 파노라마 선루프에 반투명 태양전지를 장착하는 형태다. 반투명 루프 패널을 통해 투광성을 확보하고, 내연기관 자동차의 내장 배터리 또는 추가적인 솔라배터리를 충전하는 방식이다.
내연기관 자동차에 솔라시스템을 확대 적용하면 판매 차종의 CO2 총량을 규제하는 글로벌 환경법규에 유리하게 작용해 수출 증대에 효과가 클 것으로 보인다.
친환경 모델에 적용하기 위해 선행연구 중인 3세대 차체형 경량 솔라리드는 출력 극대화를 위해 차량 리드(보닛 부분)와 루프 강판에 태양전지를 일체형으로 구성하는 방식이다.
솔라시스템은 솔라패널, 제어기, 배터리로 구성된다. 솔라패널에서는 태양광이 태양전지 셀 표면에 닿으면 전자와 정공으로 분리되면서 에너지가 발생한다.
100W급 솔라패널 장착 시 1Sun 기준(여름철 정오, 1000 W/㎡ 광량)으로 시간당 100W를 생산한다. 즉 1시간 태양광을 받으면 100Wh 에너지를 저장하는 게 가능하다.
제어기에서는 MPPT(Maximum Power Point Tracking)와 변압이 이뤄진다. MPPT란 솔라셀에 모인 전력의 효율을 높이기 위해 전압, 전류를 제어하는 것을 말한다.
이렇게 발전된 전력은 제어기를 통해 차량의 기준전압으로 변압되어 배터리에 저장되거나 엔진에 연결된 차량 교류 발전기 부하를 낮추는데 이용된다.
현대·기아차는 현재 2019년 이후 출시될 친환경 자동차에 1세대 솔라루프를 적용하기 위해 개발에 박차를 가하고 있다.
이 기술을 개발한 환경에너지연구팀 연구원은 “앞으로 솔라시스템을 포함한 다양한 에너지 생성 기술이 자동차와 연결될 것으로 예상된다. 자동차는 더 이상 수동적으로 에너지를 소비하기만 하는 기계가 아니라, 능동적으로 에너지를 생산해내는 발전소가 될 것이다. 이제 차량 소유자의 패러다임이 소비자에서 에너지 프로슈머로 전환되고 있다”고 말했다.
