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[영상] 냉장고도 돌리는 현대기아차의 '솔라시스템'

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2018.11.02


모두가 친환경을 외친다. 기름만 먹는 차는 이제 전기를 같이 먹어야 대가 끊어지지 않는 세상이 됐다. 더 큰 배터리를 달고, 회생제동장치를 장착하는 등 다양한 방법이 시도되고 있지만 속시원히 에너지 문제를 해결하기는 쉽지 않다. 


해결책이 없을까? 자동차 회사들은 오래전 부터 연구하던 태양광을 비로소 양산차에 도입하기 시작했다. 마침, 현대기아차에서 태양광 충전 자동차 시대를 예고했다. 



현대기아차가 제시한 방법은 자동차 지붕에 태양광 패널을 얹는 방식이다. 솔라시스템(Solar charging system)으로 명명한 이 장치는 주행거리를 연장하고 이산화탄소 발생을 줄인다.


솔라시스템만으로 자동차를 굴러가게 할 수 있는 것은 아니다. 어디까지나 주동력을 보조하는 형태이며, 친환경차는 물론 일반 내연기관 자동차 배터리도 충전해 연비를 높이게 된다.



현재 현대기아차는 1세대 실리콘형 솔라루프와 2세대 반투명 솔라루프, 3세대 차체형 경량 솔라리드 등 세 가지 형태로 개발하고 있다. 하이브리드 모델에 적용할 1세대는 기존 지붕에 양산형 실리콘 태양전지를 장착한 형태다. 계절 및 사용 환경에 따라 하루 30~60%가량  배터리 충전이 가능하다.


2세대 반투명 솔라루프는 불투명한 1세대 솔라루프와는 다르게 실내 개방감을 선사한다. 파노라마 선루프에 반투명 태양전지를 장착하는 형태로 투광성을 확보하고, 내연기관 자동차 내장 배터리 또는 추가적인 솔라 배터리를 충전하는 방식이다. 


마지막으로 친환경 모델에 적용하기 위해 선행연구 중인 3세대 차체형 경량 솔라리드는 출력 극대화를 위해 보닛과 지붕 강판에 태양전지를 일체형으로 구성하는 방식이다. 아직 자세한 성능에 대해서는 알려지지 않은 상태.



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. 1시간 태양광을 받으면 100Wh 에너지를 저장하는 게 가능하다. 소비전력 시간당 34.7W 양문형 냉장고를 3시간 가까이 돌릴 수 있는 전력량이다. 


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 차 기준전압으로 변압된다. 배터리에 저장되거나 엔진에 연결된 교류 발전기 부하를 낮추는데 이용된다.



여름철에는 실내 온도 감소 효과도 볼 수 있다. 패널이 있기 때문에 여름철에는 더 시원하다는 게 개발 연구원의 설명이다. 일반 루프가 태양열을 그대로 투과해 자동차 내부 온도를 높이는 반면, 솔라루프는 태양열을 전기로 전환시키기 때문에 내부로 열이 전달되지 않기 때문이다.


효율성 면에서도 우수하다. 패널 자체는 타사 솔라루프와 대동소이하지만 생산된 전기를 전달하는 제어기에서 차이가 난다. 손실 에너지도 적어 세차를 하지 않아 먼지가 쌓여도 7~80% 정도의 성능을 유지할 수 있다.


안전 문제도 해결했다. 강도 테스트를 비롯한 내구성 테스트 등을 모두 통과할 수 있는 구조로 제작했다.



1세대는 2019년 이후 출시될 친환경차에 적용을 검토하고 있는 상태다. 우리가 길거리에서 마주치던 신형 쏘나타에 먼저 적용될 것으로 보인다. 2세대는 현재 선행연구 단계라 양산까지는 4~5년이 걸릴 것으로 보인다.


이 기술을 개발한 환경에너지연구팀 연구원은 "솔라시스템을 포함한 다양한 에너지 생성 기술이 자동차와 연결될 것으로 예상된다"며 "더 이상 수동적으로 에너지를 소비하기만 하는 기계가 아니라, 능동적으로 에너지를 생산해내는 발전소가 될 것이다."고 말했다.


▲태양광 전지판이 적용된 신형 쏘나타 하이브리드(이미지:클럽팔리세이드)


[영상] 친환경신기술 공개! 현대자동차그룹 태양광 주행 충전 시스템


이미지 : 현대차, 클럽팔리세이드


박지민 john_park@carlab.co.kr


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