전기차에 태양전지를 쓰는 장단점

전기차에 태양전지를 쓰는 장단점

전기 자동차는 기존의 휘발유 기반의 자동차와는 다르게 전기 생산 방식에 전혀 구애받지 않습니다. 화력 발전, 수력 발전, 원자력 발전, 재생 에너지 등 어떤 방식으로 에너지를 생산해도 전혀 상관이 없는데요. 요즘 전기차 배터리를 충전하기 위한 동력으로 태양전지가 주목받고 있습니다. Solar Car 즉 태양열 차라는 뜻인데요. 자동차가 이동하면서 태양열을 받아 동력으로 전환시키는 방법을 말합니다. 태양열 자동차 개발은 General Motors가 1955년에 가장 처음 시작했는데요. 처음에는 기술력을 선보이기 위한 Concept Car 정도로 개발되었는데요. 점점 개발을 이어가다가 1987년에는 World Solar Challenge라는 태양열 자동차 레이싱 대회를 개최하기도 했습니다. 재생 에너지가 모든 산업에서 큰 각광을 받으면서 자동차에도 태양열을 적용하려는 노력이 지속적으로 나오고 있는데요. 전기차의 태양전지 적용에 대한 장단점을 자세히 알아보겠습니다. 

태양전지를 쓰는 전기차의 장점으로는 우선 동력원에 대한 걱정이 전혀 없다는 점입니다. 태양빛으로부터 에너지를 얻기 때문에 지속적으로 공급을 받을 수 있기 때문인데요. 또한 구름이 많이 끼고 비가 오는 날에도 예비 전지에 미리 충전만해두면 운행하는데 문제가 없습니다. 또한 기술의 발전으로 태양전지의 설치비용이 지속적으로 내려가고 있습니다. 대량 생산을 통한 결과인데요. 또한 태양빛은 어디에나 존재하기 때문에 전기차 운행에 있어서 환경과 상황에 따른 제약이 없고 배터리가 차지하는 공간도 점점 줄어들고 있습니다. 전기차에 태양전지를 적용하는 것이 장점만 보자면 정말 이상적인 배터리 충전 방식인 것 같은데요. 장점도 많지만 아직은 단점 또한 다분한 기술이기도 합니다. 장단점을 잘 비교해야 합리적인 소비와 투자가 가능합니다. 

태양열을 기반으로 하는 전기 자동차의 가장 큰 단점으로는 아직까지 태양전지의 개발이 미약하다는데 있습니다. 태양에너지 그 자체가 자동차의 주 전력으로 사용하기에는 너무나 적은데요. 태양열이 가장 많은 화창만 날씨에 시간당 1제곱미터에 1kW 정도를 충전할 수 있습니다. 그러나 전기차를 충전하려면 최소한 20kW는 지속적으로 공급해야 하는데요. 주 전력으로 사용하기에는 너무나 작은 에너지원입니다. 태양광 패널을 자동차 전체에 적용시킨다고 해도 20kW의 전력을 지속적으로 얻는 것은 너무나 어려운 일입니다. 1kW의 충전은 일상적으로 20~30% 정도의 효율을 기준으로 잡은 값인데요. 100% 효율을 뽑아낸다고 해도 3~4kW의 전력을 얻는 것이 한계입니다. 현재 전기 자동차가 필요로 하는 평균값인 20kW를 채우기에는 턱없이 부족합니다. 가장 일조량이 높은 시간에도 최고 10% 밖에 충전을 할 수 없어 이는 치명적인 단점이라고 할 수 있겠습니다. 또한 차량을 구입하는데 있어서 상당한 비중을 차지하는 것이 바로 디자인일 텐데요. 

태양전지를 기반으로 하는 전기차는 이 디자인에 제약이 있습니다. 태양전지를 주 원동력으로 사용하려면 태양열 패널을 최대한 늘리면서 소비하는 전력을 줄여야 하는데요. 이렇게 되면 필연적으로 자동차의 소재가 극단적으로 가벼워져야 합니다. 이 가벼워져야 하는 기준이 자전거 수준으로 가벼워져야 하는데요. 현재까지 이정도로 가벼우면서도 튼튼한 소재는 개발되지 않았습니다. 이러한 점으로 미루어 보았을 때 아직까지 태양열을 이용한 전기차의 개발은 거의 불가능 하다고 볼 수 있겠습니다. 또한 태양전지는 내구력과 환경에 영향을 많이 받는 다는 점입니다. 태양열 패드에 먼지가 끼거나 때가 끼게 되면 효율이 급격하게 떨어져 자주 청소를 해줘야 하는데요. 뿐만 아니라 폭우가 지속되는 날씨 혹은 눈이나 흐린 날씨가 지속된다면 자동차 자체를 사용하는데 너무나 힘듭니다.

이러한 단점 들에도 불구하고 태양열 전지가 가진 큰 장점 때문에 기술 개발은 지속적으로 이어지고 있는데요. 현재 전기차에도 예비 전력으로 일부 사용하려는 시도가 있습니다. 예를 들어 Prius의 경우 솔라 루프를 옵션으로 선택할 수 있는데요. 프리우스 또한 주전력을 충전하기 위한 용도가 아닌 에어컨을 잠시 가동하는데 쓰이는게 전부입니다. 이 또한 몇 분 가동시키기도 힘들고 휴대폰을 충전하는 정도로만 쓰인다고 합니다.