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엘론 머스크가 새로 출시되는 사이버트럭에 태양광 패널이 장착될 수도 있다고 말하면서 큰 관심을 끌었습니다. 현재 태양광 전지 회사들은 어떠한 연구를 하고 있는지, 연구 동향은 어떤지 알아보았습니다. 또한, 최근에 가장 주목 받고 있는 페로브스카이트 태양전지는 얼마나 현실성이 있는지 자세히 다뤄보았습니다.
출처:
논문 및 기업 문서
1) Arora, N., Dar, M. I., Hinderhofer, A., Pellet, N., Schreiber, F., Zakeeruddin, S. M., \u0026amp; Grätzel, M. (2017). Perovskite solar cells with CuSCN hole extraction layers yield stabilized efficiencies greater than 20%. Science, 358(6364), 768-771. doi:10.1126/science.aam5655
2) Yin, W., Shi, T., \u0026amp; Yan, Y. (2014). Unique Properties of Halide Perovskites as Possible Origins of the Superior Solar Cell Performance. Advanced Materials, 26(27), 4653-4658. doi:10.1002/adma.201306281
3) Kumar, P. M., Das, A., Seban, L., \u0026amp; Nair, R. G. (2018). Fabrication and Life Time of Perovskite Solar Cells. Perovskite Photovoltaics, 231-287. doi:10.1016/b978-0-12-812915-9.00008-3
4) Karunakaran, S. K., Arumugam, G. M., Yang, W., Ge, S., Khan, S. N., Lin, X., \u0026amp; Yang, G. (2019). Recent progress in inkjet-printed solar cells. Journal of Materials Chemistry A, 7(23), 13873-13902. doi:10.1039/c9ta03155c
5) Panasonic. (2020, February). Japan’s NEDO and Panasonic Achieve the World’s Highest Conversion Efficiency of 16.09% for Largest-area Perovskite Solar Cell Module [Press release]. Retrieved June 30, 2020, from https://news.panasonic.com/global/press/data/2020/02/en200207-2/en200207-2.pdf
웹사이트
1) https://www.nature.com/articles/d41586-019-01985-y
2) https://electrek.co/2020/03/31/tesla-next-killer-app-solar-power-electric-car-cybertruck/
3) https://www.inverse.com/article/61157-tesla-cybertruck-solar-panels
4) https://www.c-span.org/video/?431119-6/elon-musk-addresses-nga
5) https://twitter.com/elonmusk/status/1197889310550216704
6) https://electrek.co/2020/06/19/tesla-model-3-solar-roof-lightyear/
7) https://www.vivintsolar.com/learning-center/history-of-solar-energy
8) https://electrek.co/2019/06/25/lightyear-one-solar-electric-car-range/
9) https://techxplore.com/news/2020-05-next-generation-perovskite-solar-cells-strict.html
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‘태양광’으로 달리는 차세대 모빌리티… 美 스타트업, 올해 대량 …
시장조사기관 얼라이드마켓리서치는 글로벌 태양광 자동차 시장이 2023년 약 3억2950 … 미국 전기차 업체 테슬라도 태양광 차 개발 계획을 밝혔다.
Source: biz.chosun.com
Date Published: 12/27/2022
View: 4797
태양광 자동차시장 2030년 4600조원…ESG 투자자들 큰 관심
테슬라도 지난 2016년 미국 태양광 발전 업체인 ‘솔라시티’를 인수하며 태양광 전기차 개발에 투자하고 있다. 당초 ‘모델 3’에도 태양광 패널이 적용될 …
Source: www.esgeconomy.com
Date Published: 12/20/2021
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[모빌리티 세상읽기]⑧ 태양광 전기차 시대가 온다 – 오피니언뉴스
[편집자 주] [오피니언뉴스=박대웅 기자] 무한한 태양광을 에너지원으로 삼. … 테슬라, 태양광 루프 자동차 포기한 이유. 테슬라는 2016년 11월17일 …Source: www.opinionnews.co.kr
Date Published: 7/16/2022
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태양광으로 움직이는 테슬라타고 1만5000km 여행 가능할까 …
이들은 84일간 태양광 에너지를 확보해가면서 테슬라 전기차를 타고 호주를 … 태양 전지판으로 구동되는 친환경차는 이미 수년전부터 자동차업계 …
Source: m.ddaily.co.kr
Date Published: 2/23/2021
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테슬라가 태양광루프 자동차를 포기한 이유 – MixedLog
테슬라의 아이디어는 위의 이미지(프리우스)처럼 차 위에 태양광 발전 패널을 달아서, 주차하고 있을 때 충전해서 저장된 에너지를 주행때 쓴다는 …
Source: mixedlog.com
Date Published: 11/24/2021
View: 1847
테슬라, 스타링크 탑재한 ‘차 위에 설치하는’ 확장형 태양광 패널 …
테슬라가 독일 박람회에서 차 위에 설치하는 확장형 태양광 패널과 스페이스X의 스타링크가 설치된 차량을 최근 공개했다.전기자동차의 효율성이 …
Source: www.g-enews.com
Date Published: 10/8/2021
View: 7499
올 여름 햇빛으로 충전하는 ‘태양광 전기차 ‘나온다 – 지디넷코리아
그늘이 없는 직사광선 아래에 주차해 배터리를 충전하는 세계 최초 태양광 자동차의 최근 주행 테스트 결과가 공개됐다.
Source: zdnet.co.kr
Date Published: 1/29/2021
View: 6770
인쇄형 유기태양전지로 테슬라 충전… 전국일주 나선 호주 …
Charge Around Australia 프로젝트 리더이자 인쇄형 유기태양전지 발명가 폴 다스터와 팀원들이 인쇄된 태양광 패널과 테슬라 자동차 옆에서 포즈를 …
Source: www.industrynews.co.kr
Date Published: 11/23/2021
View: 1504
미국, 태양광으로 달리는 차세대 모빌리티에 주목
Keyword #태양광 #태양광패널 #태양광자동차 #압테라 #앱테라 #테슬라 #Tesla #험블모터스 #전기차 #모빌리티 #미래차. – 올해 첫 태양광 자동차 판매 …
Source: news.kotra.or.kr
Date Published: 7/9/2021
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주제에 대한 기사 평가 테슬라 태양광 자동차
- Author: 캘리사는화학쟁이
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- Date Published: 2020. 6. 30.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=2g7xDfuLc3M
태양광 자동차시장 2030년 4600조원…ESG 투자자들 큰 관심
태양광만으로 달리는 전기차 앱테라. 사진=앱테라 제공
[ESG경제= 김민정 기자] 자동차 지붕에 장착한 태양광 패널의 힘으로 달리는 친환경 태양광 자동차 기업들이 급부상하고 있다. ESG투자 붐을 타고 돈을 대겠다는 투자자들도 밀려들고 있다.연말께 나올 첫 태양광 자동차를 사겠다는 소비자들의 행렬도 이어져 예약이 급증하고 있다.
태양광 전기 차량은 내연기관차나 하이브리드 차에 비해서도 에너지 효율이 높다. 미 에너지부에 따르면 휘발유차의 동력에 쓰이는 가솔린 연료의 12~30% 정도, 하이브리드 차는 21~40% 정도만 차량 동력 생산에 사용된다. 태양광 차는 연료와 열 손실을 최대한 줄이면서 연료를 동력 에너지로 변환시키므로, 에너지 효율이 월등한 것으로 나타났다.
태양광 패널 자동차 시장 급성장 기대
지난달 코트라 미국 디트로이트무역관이 작성한 ‘미국, 태양광으로 달리는 차세대 모빌리티에 주목’ 보고서에 따르면, 시장조사기관 알라이드마켓리서치는 글로벌 태양광 자동차 시장이 2023년 3억2950만 달러(약 3700억원)에서 2030년 4조876억 달러(약 4600조원)로 10배 이상 성장할 것으로 내다봤다.
이에 관련 기업들이 개발에 속도를 내고 있다. 이르면 연내 100% 태양광 동력 전기차가 출시될 예정이다. 우선 미국에서는 100% 태양광으로만 동력을 얻는 차량 판매가 시작됐다. 강국인 유럽과 중국에서도 관련 스타트업이 크게 늘고 있다.
태양광 전기차 생산 기업으로는 얼마 전 앱테라(Aptera)가 태양광 차량을 대량 생산할 계획을 밝혔다. 앱테라는 차 지붕에 설치한 태양광 패널을 통해 하루 45마일(약72.4㎞)을 주행할 수 있는 태양광 전기차 모델을 공개하기도 했다. 차 가격은 한화로 약 2900만원부터 시작한다.
앱테라의 태양광 전기차 모델 중에는 1000마일까지 달릴 수 있는 모델도 있다. 해당 모델은 지난해 12월 선주문 시 하루 만에 목표 생산 대수였던 330대를 완판했다. 이후 앱테라의 태양광 자동차 판매량은 꾸준히 늘었다. 2월 기준으로 7500명이 구매 계약금을 지불한 상태다.
앱테라 측은 효율성이 좋고 안전하게 장거리 주행이 가능한 자동차를 개발하는 것이 최종 목표라고 밝혔다.
앱테라의 3륜 태양광 세단
성장세 뚜렷한 태양광 자동차 기업들
테슬라도 지난 2016년 미국 태양광 발전 업체인 ‘솔라시티’를 인수하며 태양광 전기차 개발에 투자하고 있다. 당초 ‘모델 3’에도 태양광 패널이 적용될 계획이었으나 무산됐다. 얼마 전에는 전기 사이버트럭 모델 지붕에 태양광 패널이 적용될 수 있다는 내용이 알려지기도 했다.
일본 ‘브리지스톤’과 네덜란드 태양광 동력 전기차 스타트업인 ‘라이트이어’는 얼마 전 장거리 태양광 동력 전기차 상용화를 위해 독점적인 파트너십을 맺었다. 브리지스톤은 타이어 경량화 기술인 인리텐(ENLITEN) 기술을 탑재한 라이트이어원 전용 타이어 투란자 에코 타이어를 개발했다.
이는 기존 전기차 전용 타이어에 비해 중량이 90kg이나 덜 나간다. 더불어 브리지스톤은 오는 2030년까지 이산화탄소 배출량을 50% 감축하고, 2050년까지 100% 감축이 가능한 소재를 공급할 것이라고 밝혔다.
미국의 험블모터스도 최근 태양광 패널을 설치한 5인승 스포트유틸리티차(SUV) ‘험블 원’ 모델을 공개, 오는 2024년에 생산한다고 발표했다. 소비자들에게는 2025년에 인도될 예정이다. 험블원은 지붕과 창문에 태양광 패널이 설치되며, 하루 최대 90km 주행이 가능하다. 가격은 1억이 넘는 정도로, 일반 전기차에 비해 높은 편이다. 그럼에도 현재까지 선주문량은 2천만 달러를 넘은 것으로 알려졌다.
유럽에서도 태양광 차 생산에 뛰어드는 기업들이 늘고 있다. 독일에서는 스타트업 소노모터스가 태양광 차를 개발 중인 것으로 알려졌으며, 호주에서는 EVX벤처스가 2인승 태양광 스포츠카 ‘이모투스’를 선보였다.
[모빌리티 세상읽기]⑧ 태양광 전기차 시대가 온다
글로벌 태양광 전기차 업체, 내년 출시 예고
현대차 등 일부 모델 태양광 루프 채택
태양광 효율 개선 및 디자인 한계 극복해야
불과 40년전 노트북은 공상과학 영화의 소품 정도였다. 20년전 스마트폰은 먼 미래의 상징일 뿐이었다. 이제 인류는 스마트폰과 노트북에 버금가는 이동 수단의 혁명을 준비하고 있다. 이르면 10년 후 늦어도 20년후 세상을 또 한번 바꿔 놓을 ‘모빌리티’. 아직도 모빌리티에 대한 개념은 모호하다. 모빌리티는 인류가 육·해·공을 통해 이동할 수 있는 모든 수단을 의미한다. 자동차에만 국한되지도 않는다. 모빌리티를 준비하는 글로벌 자동차·IT업계 동향을 연재한다. [편집자 주] [오피니언뉴스=박대웅 기자] 무한한 태양광을 에너지원으로 삼는 태양광 전기차 시대(solar electric vehicle·SEV)가 다가오고 있다.
8일(이하 한국시각) 월스트리트저널(WSJ)은 “태양광 전기차 업체들이 향후 전기차 시장을 뒤흔들 것”이라면서 “압테라(Aptera), 라이트이어(Lightyear), 스쿼드 모빌리티(Squad Mobility) 같은 기업에 주목할 필요가 있다”고 밝혔다.
미국 태양광 전기차 업체 압테라가 공개한 태양광 전기차 모델 ‘루나’. 사진=압테라 홈페이지
세계의 태양광 전기차 업체
미국의 자동차 스타트업 압테라는 한번 충전 시 250마일(402km)에서 최대 1000마일(1609km)까지 주행 가능한 태양광 전기차를 개발하고 있다. 또 내년 중 400마일(643km)까지 주행 가능한 태양광 전기차를 출시할 예정이다.
압테라는 지난해 ‘누아르(Noir)’와 ‘솔(Sol)’ 두 가지 버전의 SEV를 공개한데 이어 최근 마지막 태양광 전기차 모델인 ‘루나(Luna)’를 선보였다. 반응은 폭발적이다. 이미 이미 1만3000대에 가까운 선주문이 이어지고 있다.
라이트이어 원의 주행 개념도. 사진=라이트이어 홈페이지
라이트이어는 네덜란드 태양광 전기차 업체다. 라이트이어의 1세대 태양광 전기차 ‘라이트이어 원’은 완전 충전 상태로 최대 440마일(708km)까지 주행할 수 있다. 또 태양 아래서 하루 종일 충전할 경우 태양 배터리만으로 최대 43마일(69km)까지 운행할 수 있다.
라이트이어 원은 내년부터 본격 생산될 예정이며 유럽에서 약 17만5000달러(약 2억600만원)에 판매한다. 라이트이어 원의 가격이 높게 책정된 이유로 “에너지 효율성을 높이기 위한 모터 때문”이라고 설명한 라이트이어 측은 “비싼 가격에도 불구하고 이미 160대 이상의 차량이 예약되어 있다”고 밝혔다. 이어 “유럽뿐만 아니라 미국에서의 시장 점유율도 확대해 나갈 계획”이라며 “2025년까지 보다 저렴한 태양광 전기차 모델을 미국에서 판매할 예정”이라고 전했다.
스쿼드 모빌리티(Squad Mobility) 역시 네더란드 태양광 전기차 스타트업이다. 스쿼드 모빌리티는 저렴한 태양광 전기차 생산을 목표로 삼고 있다. 또한 자신들의 차량이 장거리 주행보단 단거리 주행에 더 적합하다고 밝혔다. 스쿼드 모빌리티의 태양광 전기차는 2인승 미니카 버전으로, 길이 2m, 너비 1m, 높이 1.6m에 불과하다. 최고속도 역시 시속 28마일(45km/h) 정도다.
스쿼드 모빌리티 관계자는 “스쿼드 전기차는 주로 차량 공유 플랫폼에서 사용될 것으로 전망된다”면서 “2023년까지 네덜란드 시장에 차량을 인도할 계획”이라면서 “차량 가격은 소비자들의 부담을 덜기 위해 7000달러 이하로 책정될 예정”이라고 덧붙였다.
아이오닉5 솔라루프 옵션 화면. 사진제공=현대차
현대차 G80 솔라루프 옵션
현대자동차도 태양광을 충전원으로 삼는 솔라루프 기술을 활용하고 있다. 현대차는 LG전자와 협력해 아이오닉5와 제네시스 G80 전기차 등에 솔라루프를 탑재했다. 아이오닉5의 경우 하루 최대 4.109km, 월 125km를 태양광으로 주행할 수 있고, G80 전기차는 하루 3.15km, 월 95.9km를 무료로 달릴 수 있다. 탑재 비용은 아이오닉5 130만원, G80 140만원이다.
현대차는 아이오닉5의 경우 솔라루프를 활용해 연간 최대 1500km까지 더 탈 수 있으며 G80 전기차는 연간 최대 1150km까지 탈 수 있다고 설명했다. 최근 10년 일조시간의 평균인 일 평균 5.8시간의 일조 시간을 토대로 한 계산이다.
현대차그룹은 1세대 실리콘형 솔라루프, 2세대 반투명 솔라루프, 3세대 차체형 경량 솔라리드 세 가지 형태의 솔라 시스템을 개발하고 있다. 1세대 실리콘형 솔라루프는 친환경차 일반 루프에 양산형 실리콘 태양전지를 장착한 형태다. 2세대 반투명 솔라루프는 내연기관 모델에 적용되며 개방감을 원하는 소비자를 위해 투과 및 계패형 옵션으로 개발 중이다. 3세대 차체형 경량 솔라리드는 친환경 모델용으로 출력 극대화를 위해 차량 리드와 루프 강판에 태양전지를 일체형으로 구성하는 방식을 채택하고 있다.
테슬라, 태양광 루프 자동차 포기한 이유
테슬라는 2016년 11월17일 솔라시티를 인수한 후 태양광 산업 관련 첫 제품으로 솔라루프를 출시했다. 태양광 충전이 가능한 지붕 타일의 솔라루프는 테슬라의 태양광 전기차의 시작을 알렸다.
그로부터 2년여 뒤인 2018년 테슬라는 사실상 솔라루프 옵션을 포기했다. 이유는 크게 두 가지다.
먼저 태양광의 효율이다. 날씨가 쨍쨍할 때 기준으로 태양광 전기차는 하루 약 3.5km를 공짜로 달린다. 연비를 리터당 10km 정도라고 가정해도 300cc 가량의 휘발유가 필요하다. 휘발유 1리터를 1700원이라고 해도 약 200만원선인 솔라패널 가격을 뽑아내는데 10만년 정도 걸린다.
디자인 측면에서도 한계가 있다. 아직 검은색이 아닌 태양광 패널은 효율이 낮아 다양한 자동차 색상과 어우러지지 못하는 면이 있다. 또 사고가 났을 때 감전되는 경우와 유리로 된 패널이 깨져 생기는 2차 사고 위험까지 감안해 테슬라는 일찌감치 태양광 루프를 옵션에서 내려놨다.
현대·기아차의 2세대 솔라루프가 탑재된 차량. 사진제공=현대차
태양광 발전만으로 주행 가능할까
태양광 발전만으로 자동차를 운전할 수 있을까. 산술적으로 계산해 보자.
통상 자동차는차폭 2m와 전장 5m 크기다. 여기에 태양광 패널을 올린다면 약 8제곱미터 정도의 패널을 붙일 수 있다.
한국 기준 1제곱미터당 1시간에 약 893W의 에너지를 태양으로부터 공급받는다. 현재 가장 좋은 효율의 태양광 패널은 약 40%의 효율을 가진다. 계산해보자.
‘8제곱미터x 893W x 40%=2858W’.
1시간에 공급받을 수 있는 태양 에너지는 2858W다. 전자렌지와 전기밥솥을 동시에 돌릴 수 있는 에너지 양이다.
다만 일조시간을 고려해야 한다. 한국의 일조시간은 약 2200~2300시간으로 전체 26%정도다. 26%를 곱해주면 ‘2858W x 26%=743W’. 시간당 743W(0.743kW)를 얻을 수 있다. 하루 17.8kW다. 국내 시판 중인 전기차의 평균 주행거리가 약 1kW당 7km 정도라고 할 때 하루에 124.6km 주행이 가능하다.
준수한 주행거리이지만 자동차 윗면의 80%를 태양광 패널로 뒤덮는다는 점과 국내 대부분 아파트의 주차장은 지하에 있다는 점 등을 감안할 때 태양광의 효율은 아직 기대에 못 미치는 수준인 셈이다.
태양광으로 움직이는 테슬라타고 1만5000km 여행 가능할까?…호주서 실험 중
[디지털데일리 신제인 기자] 호주 과학자들이 태양광 에너지로 충전된 테슬라 전기차가 1만 5000킬로미터(Km)를 달릴 수 있는 지 여부를 실험하고 있다. 이들은 84일간 태양광 에너지를 확보해가면서 테슬라 전기차를 타고 호주를 여행할 계획이다.20일(현지시간), 로이터 통신은 호주 뉴캐슬 대학의 연구진이 18미터(m)에 달하는 태양 전지판으로 테슬라의 전기차를 충전하는 CAA 프로젝트(The Charge Around Australia)를 진행 중이라고 전했다.
실험에 사용되고 있는 태양 전지판은 여러 겹의 플라스틱으로 만들어져 가볍고 저렴하다는 장점이 있다. 1평방미터 당 10달러 미만의 적은 비용으로 제작이 가능하다.
태양 전지판으로 구동되는 친환경차는 이미 수년전부터 자동차업계에서도 실험적으로 연구돼왔으나 경제성 등이 부족하고, 기술적 검증도 미흡해 큰 관심을 끌지는 못했다. 하지만 최근 전기배터리 원료인 희귀 광물의 가격이 급등하는 등 예상치 못한 시장의 변화가 일어나고 있어 태양 전지판을 활용한 전기차 구동에 시장의 관심이 커질 수 있을지 주목된다.
한편 이 연구진은 태양 전지판이 테슬라 전기차 뿐만 아니라 다른 분야에서도 활용될 수 있도록 성능을 시험하고 있는 것으로 전해졌다.
실제로 해당 전지판 발명자인 폴 다스토어(Paul Dastoor)는 이번 실험이 “우주와 같은 외딴 곳에서도 전력 공급을 가능하도록 하는 방안을 강구하고 있다”고 말했다.
그는 이어 “ 태양 전지판을 활용하게 되면 호주인들이 더 많은 전기차를 이용할 수 있을 것”이라며 “혁신적인 기술들의 결합이 지구를 위한 새로운 해결책을 내놓고 있다”고 말했다.
한편 이번 프로젝트는 아직 일론 머스크 최고경영자(CEO)가 직접 계획에 개입한 것으로 아닌 것으로 판단된다. 보도에 따르면, 이같은 CAA프로젝트를 일론 머스크가 어떻게 생각할 것 같냐는 질문에는 “기뻐하길 바란다”고 답했다.
테슬라가 태양광루프 자동차를 포기한 이유 – MixedLog
테슬라 “전기차 지붕에 태양광 패널 장착”…모델 3 위한 태양광 유리 패널 부서 신설
Tesla Model 3: Elon Musk virtually kills the possibility of a solar roof option
(테슬라 모델3: 앨런 머스크는 사실상 솔라루프옵션을 죽였다.)
테슬라의 아이디어는 위의 이미지(프리우스)처럼 차 위에 태양광 발전 패널을 달아서, 주차하고 있을 때 충전해서 저장된 에너지를 주행때 쓴다는 것이었습니다.
이 것을 포기하게 된 데에는 여러가지 큰 이유들이 작용했습니다.
대표적으로는 태양광 효율입니다. 도요타 프리우스PHEV는 날씨가 쨍쨍할 때 기준으로 하루에 약 3.5km를 더 달릴 수있다고 합니다. 보통 연비가 리터당 10km 정도가 나오는 자동차라고 가정해보면 겨우 300cc 가량의 휘발유를 넣은셈이지요.
가격적인 면 역시 큰 걸림돌입니다. 휘발유 1L의 가격이 약 1700원이라 해도 솔라패널루프 가격인 200만원 가량을 뽑아내려면 10만년 정도가 걸립니다.
디자인면에서도 검은 패널은 마이너스 요소입니다. 아직까지는 검은색이 아닌 태양광 패널은 효율이 낮기 때문에 다양한 색상의 자동차와 어우러지기 어려운 면이 있습니다. 또한 사고가 났을때 감전되는 경우와 유리로 된 패널이 깨져 생기는 위험도 도입포기의 큰 이유라고 생각할 수 있습니다.
그렇다면 앞으로 발전할 태양광 발전 패널은 어떨까요?
과연 태양광 발전만으로도 자동차를 운전할수 있게 될까요?
간단하게 계산을 해보도록 하겠습니다.
일반적인 자동차는 차폭 2m와 전장 5m를 가집니다. 여기에 모서리 부분을 빼고 패널을 올린다면 약 8제곱미터정도의 패널을 붙일수 있습니다.
직사광선으로 내리 쬘때 지구(한국)에는 1제곱미터당 1시간에 약 893W의 에너지를 태양으로부터 공급 받고 있습니다. 그리고 가효율 좋은 태양광패널은 약 40%의 효율을 가지고 있다고 가정해 봅시다.
(8m^2)*(893W)*(40%)=2858W를 1시간에 공급받을수 있습니다. 전자렌지랑 전기밥솥을 동시에 쓸수 있는 양이네요.
다만 우리는 일조시간을 추가해야 합니다. 밤에는 해가 떠있지 않으니까요. 또 기상상태나 구름도 모두 고려해야 됩니다.
우리나라의 일조시간은 약 2200~2300시간으로 전체 시간중 26%정도입니다. 따라서 위에식에 26%를 곱해줍니다.
2858*(26%)=743W
시간당 743W를 얻을수 있습니다. 0.743kW네요. 하루에는 17.8kW.
이제 자동차의 연비를 살펴보도록 하겠습니다. 환경부 환경공단이 인증한 국내 시판 전기차별 주행 거리를 기준으로 약 1kW당 7km 정도라고 가정하고 계산해보겠습니다.
그러면 하루에 17.8kW*(7km/kW) = 124.6km 정도가 나옵니다. 참고로 방전된 상태에서 태양광만으로 간다면 시속 5km정도로 밖에 못가겠네요.
하루의 주행거리는 그럭저럭 나오는 수준입니다. 다만 이게 자동차의 윗면의 80%이상을 태양광 패널로 도배한다는게 문제지만요.
그리고 지하주차장 같은데 주차하지 않는다면요. 우리나라 아파트에 있는 대부분의 주차장은 지하주차장이라는게 걸림돌이군요. 뭐 장거리뛰거나 한다면 배터리의 용량을 키워서 충전하면 되니까 문제는 안 되겠죠?
테슬라, 스타링크 탑재한 ‘차 위에 설치하는’ 확장형 태양광 패널 공개
테슬라, 스타링크 탑재한 ‘차 위에 설치하는’ 확장형 태양광 패널 공개 이미지 확대보기 테슬라가 공개한 확장형 태양광 패널을 설치한 차량. 사진=트위터 캡쳐
테슬라가 독일 박람회에서 차 위에 설치하는 확장형 태양광 패널과 스페이스X의 스타링크가 설치된 차량을 최근 공개했다.전기자동차의 효율성이 높아짐에 따라, 많은 사람들은 전기 자동차에 태양 전지판을 추가하여 주행 거리를 늘릴 수 있는 방안을 찾고 있다. 하지만 태양광 발전기를 설치한다고 하더라도 낮은 효율로 인해 효용성이 낮기 때문에 지금까지는 성공적인 상용화가 되지 않고 있다.이번 주 독일 하노버에서 열린 아이덴 엑스포에서 테슬라는 자동차에 전개식 확장형 태양 전지판을 장착한 모습을 공개해 참석자들을 놀라게 했다.해당 차량은 차량 양 쪽으로 태양광 패널을 확장시킬 수 있도록 설계되었다. 해당 차량에는 스페이스X의 스타링크 위성 인터넷 수신기도 탑재되어 있다고 밝혀졌다. 최근 스타링크는 이동 중인 차량에도 스타링크가 설치되어 있으면 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 새로운 서비스를 도입했다.테슬라가 왜 이러한 트레일러를 제작하고, 공개했는지는 분명하지 밝혀지지는 않았지만 전문가들은 이 새로운 확장형 태양광 패널이 빠르게 상용화되지는 않을 것이라고 예측했다. 아직 태양광 패널의 효율성이 낮아 해당 형태의 태양광 패널을 설치한 차량은 하루 충전으로 50마일 이하의 거리를 주행할 것으로 예상돼기 때문이다.김진영 글로벌이코노믹 기자
인쇄형 유기태양전지로 테슬라 충전… 전국일주 나선 호주 과학자들
올해 9월부터 총 84일 동안 ‘Charge Around Australia 프로젝트’ 진행
[인더스트리뉴스 권선형 기자] 호주의 과학자들이 인쇄형 유기태양전지(OPV, Organic Photovoltaics)만으로 테슬라를 충전하며 총 1만5,097km에 달하는 호주 전국일주에 나선다.올해 가을부터 84일 동안 진행되는 ‘Charge Around Australia 프로젝트’에는 테슬라 Model 3에 전력을 공급하기 위해 2D 인쇄형 유기태양전지판이 사용된다.
유기태양전지는 기존 폴리실리콘 기반의 태양전지에 비해 가볍고 잘 구부러지는 특성으로 전자기기나 의류, 건자재, 포장지 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대되고 있는 태양전지다. 특히 생산단가가 기존 폴리실리콘 태양전지보다 낮아 사업성 측면에서도 경쟁력이 있지만 아직 개발 초기 단계라 풀어야 할 숙제도 많다.
Charge Around Australia 프로젝트 리더이자 인쇄형 유기태양전지 발명가 폴 다스터와 팀원들이 인쇄된 태양광 패널과 테슬라 자동차 옆에서 포즈를 취하고 있다. [사진=호주뉴캐슬대학교]
이번 Charge Around Australia 프로젝트에 사용하는 2D 인쇄형 유기태양전지판은 호주 뉴캐슬대학교 과학자팀이 설계했다. 패널은 와인 라벨 인쇄에 사용됐던 상업용 프린터에서 1㎡ 당 10달러 미만의 비용으로 만들 수 있는 얇고 가벼운 플라스틱 시트다.
프로젝트팀은 하루에 2시간 운전하고 6시간은 테슬라 트렁크에 말아 넣은 인쇄형 유기태양전지판을 펴서 전기에너지를 충전한다.
Charge Around Australia 설립자인 스튜어트 맥베인(Stuart McBaine)은 “트렁크에 돌돌 말아 넣은 인쇄형 유기태양전지판을 매일 펼쳐서 태양으로부터 에너지를 수집해 테슬라 전기차에 전력을 공급하는데 사용할 계획”이라고 밝혔다.
2D 인쇄형 유기태양전지를 개발한 폴 다스터(Paul Dastoor)는 “이번 프로젝트가 전기차의 충전거리 불안을 완화시키는데 도움을 줄 수 있을 것”이라며, “유기태양전지는 외딴 지역, 특히 약 3,000개의 공공 충전기가 있는 호주와 같은 지역을 여행하는 운전자를 위한 보호 장치가 될 수 있다”고 밝혔다.
자동차 제조사들이 전기차의 주행거리를 늘리기 위해 기술개발에 나서고 있지만, 주행 거리 불안은 최근 운송의 전기화와 관련해 직면한 주요 문제 중 하나다. 지난해 미국 인터넷 금융매체 마켓인사이더의 연구에 따르면 전기차 소유자 5명 중 1명은 전기차 충전의 번거로움 때문에 다시 내연차로 전환했다.
유기태양전지는 기존 폴리실리콘 기반의 태양전지에 비해 가볍고 잘 구부러진다. [사진=호주뉴캐슬대학교]
프로젝트팀은 이번 프로젝트를 진행하며 호주 6개 주와 외진 지역 학교, 커뮤니티를 방문해 인쇄형 유기태양전지 기술에 적용된 과학 이론을 설명하고 학생들에게 플라스틱 태양전지를 만드는 방법을 소개할 계획이다.
스튜어트 맥베인은 “현재 유기태양전지의 파일럿 규모 설치의 예상 효율성은 약 1~2%이며 수명은 1~2년으로 대규모 제조의 경우 이는 kWh당 88센트의 낮은 전기 비용에 해당한다”며, “기술고도화를 통해 효율성 4% 이상으로 끌어올려 지구상에서 가장 저렴한 형태의 전기를 생산하는 기술을 보편화하고 싶다”고 말했다.
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트렌드 – KOTRA 해외시장뉴스
– 올해 첫 태양광 자동차 판매 시작 –
– 태양광 패널시장도 꾸준히 성장 –
조 바이든 행정부의 탄소 배출 감축을 위한 친환경 재생에너지 정책에 따라 미국의 태양광 패널 시장이 각광을 받고 있다. 그중에서도 태양광으로 달리는 차세대 모빌리티 앱테라(Aptera)의 태양광 차량이 공개되며 주목받고 있다. 한국에서는 현대자동차가 차량 지붕에 태양광 패널을 설치한 ‘솔라루프(Solar roof) 시스템’으로 주행 중 충전 가능토록 한 신형 쏘나타 하이브리드 차량을 2019년 7월 출시하며 부분적 태양광 차량을 선보였지만 미국에서 100% 태양광으로만 동력을 얻는 차량 판매가 시작된 것은 이번이 처음이다.
증가하는 태양광 패널 수요
미국 태양에너지산업협회(Solar Energy Industries Association·SEIA)에 따르면, 태양광 패널 설치는 2030년까지 2배 이상 증가할 전망이다. 특히 발전소·전력공급업체(Utility) 부문의 규모가 비약적으로 성장할 전망이며 모빌리티 등에 사용될 비가정용(Non residential) 패널 설치도 증가할 것으로 예측된다.
미국 태양광 패널 설치 용량 전망(2010~2030년)
(단위: 메가와트DC, MWdc)
자료: SEIA(Solar Energy Industries Association)
또한 시장조사기관 스타티스타(Statista)에 따르면 2050년 미국이 100% 재생에너지 사용 체제로 전환될 경우 예상되는 에너지 사용 비율에서도 태양열 발전소가 육상풍력발전소(30.9%)에 이어 24.1%로 두 번째를 차지했다. 이어 해상풍력발전(17.5%), 가정용 루프탑 태양열(8%), 상업·정부용 루프탑 태양열(7.4%) 등이 뒤를 이었다.
2050년 미국의 100% 재생에너지 전환 시 예상되는 에너지원별 사용 비율
자료: Statista(2021.1.)
한편, 글로벌 태양광 패널 제조업계에서는 주로 중국 기업들이 선두를 차지하고 있는 가운데 한국의 한화 큐셀이 2020년 기준 태양광 패널 제조사 6위에 랭크돼 두각을 나타내고 있다.
2020 글로벌 태양광 패널 제조사 순위
순위 제조사 2018/2019년 성장률(%) 1 JinkoSolar Holding Co., Ltd. 25 2 JA Solar Holdings Co Ltd 17 3 Trina Solar Limited 20 4 LONGi Solar Technology Co Ltd 25 5 Canadian Solar Inc. 20 6 Hanwha Q CELLS Co., Ltd. 33 7 Risen Energy Co., Ltd. 46 8 First Solar Inc. 104 9 GCL System Integration Technology Co., Ltd. 17 10 Shunfeng Photovoltaic International Limited 21
자료: GlobalData
차세대 모빌리티와 태양광 패널
증가하는 태양광 패널 수요에 따라 태양광을 동력으로 움직이는 자동차 개발도 탄력을 받고 있다. 시장조사기관 알라이드마켓리서치(Allied Market Research)는 글로벌 태양광 자동차 시장이 2023년까지 약 3억2950만 달러 규모에서 2030년까지는 약 4조876억 달러 규모로 증가할 것이라고 분석하며, 세계 시장에서 미국이 가장 크게 성장할 것이라고 전망했다. 미국의 태양광 자동차 시장은 2023년까지 1억3850억 달러 규모에서 2030년 1조8194억 달러 규모로 성장할 것으로 예상된다.
일찌감치 2016년 미국 최대의 태양광 발전 업체인 솔라시티를 인수하며 태양광 패널과 지붕용 태양광 타일, 태양광 패널로 생산한 전기 저장 배터리 파워월(Powerwall)등의 개발에 힘써온 테슬라(Tesla)는 인수 당시부터 태양광 자동차 개발 포부를 밝힌 바 있다. 테슬라는 모델3에 태양광 패널을 설치하려다 포기했지만 최근 트위터를 통해 전기 사이버트럭 모델의 지붕에 태양열 패널 설치 가능성에 대해 다시 밝혔다. 관련 업계 스타트업들의 행보는 더욱 주목을 받고 있다. 태양광 패널 설치를 통한 100% 태양광 동력 전기차 스타트업 앱테라 모터스와 험블 모터스 등이 출시를 앞두고 있기 때문이다.
(Aptera Motors) 2006년 캘리포니아주 샌디에이고에 설립된 회사로 고대 그리스어로 ‘날개 없는(wingless)’이라는 뜻을 가진 태양광 전기차 스타트업 앱테라 모터스는 올해 첫 대량 생산에 들어간다. 앱테라에 따르면, 올해 안에 차량 인도를 목표로 지난해 12월부터 선주문을 받았으며 선주문 시작 24시간만에 첫 목표 생산 대수였던 330대를 완판했다. 2021년 2월 기준 7500명이 구매를 위한 디파짓을 지불한 상태다. 가격은 2만 5900달러부터 시작한다. 앱테라가 출시한 태양광 전기차는 바퀴가 3개인 3륜차로 차량 지붕의 태양광 패널을 통해 충전된 태양열로 하루 약 45마일에서 1000마일(최고 사양)까지 주행이 가능하다. 곡선 디자인으로 설계돼 공기 저항을 적게 받는 장점이 있으며 올해 말 안전성 테스트를 앞두고 있다. 앱테라 모터스의 공동창업자인 크리스 앤소니(Chris Anthony)와 스티브 팸브로(Steve Fambro)는 “가장 효율성이 좋은 자동차를 개발하는 것이 가장 큰 비전이었다. 지구가 주는 본연의 자원인 태양열을 통해 후세들이 안전하고 재미있게 운전할 수 있게 하는 것이 목표다”라고 웹사이트에 앱테라 출시 동기를 밝혔다. 또한, 언론 인터뷰에서는 “미국에서 교통수단은 지구온난화의 가장 큰 주범”이라며 “바이든 행정부가 가장 중점적으로 두는 현안 중 하나가 탄소 감축이라는 점을 고려하면 점차 내연기관차들이 사라질 것을 확신한다”고 말했다.
앱테라가 출시하는 3륜 태양광 자동차
자료: Aptera 트위터, Washington Post
앱테라 차량 지붕을 덮은 태양광 패널 모습
자료: Aptera 웹사이트
(Humble Motors) 2020년 캘리포니아주에서 포드(Ford) 출신 연료 전지 엔지니어, 페라리(Ferrari), 피아지오(Piaggio) 출신의 자동차 전문가들이 모여 창립한 험블모터스는 태양광 패널을 설치한 5인승 스포트유틸리티 차량(SUV) ‘험블 원(Humble ONE)’을 최근 공개했다. 험블모터스에 따르면 차량 지붕과 창문에 82.45평방피트(square feet)의 태양광 패널을 설치한 이 차량은 하루 최대 60마일의 주행이 가능하다. 생산 시작은 2024년이며 고객 인도 시점은 2025년으로 예정됐다. 가격은 10만9000달러부터 시작한다. 일반 전기차보다도 높은 가격임에도 불구하고 선주문 디파짓이 2000만 달러를 넘었다고 험블 모터스측은 밝혔다.
험블 모터스의 첫 태양광 자동차 험블 원(Humble One)
자료: Humble Motors 웹사이트
이밖에 세계적으로는 독일의 태양광 자동차 스타트업인 소노모터스(Sono Motors), 네덜란드의 신생 자동차 제조업체인 라이트이어(Lightyear), 2인승 태양광 스포츠카 이모투스(Immotus)를 선보인 호주의 EVX 벤처스, 중국의 하너지(Hanergy) 등이 있다.
왜 태양광 차에 주목하나
미 에너지부에 따르면, 태양광 전기 차량은 내연기관 차량과 하이브리드 차량에 비해 효율성이 높다. 가솔린 차량의 경우 차량을 움직이기 위한 동력에 쓰이는 가솔린 연료는 12~30%에 불과하며 72% 정도의 나머지 에너지는 모두 엔진에서 소모된다. 25% 정도는 공기 저항력, 구름 저항(rolling resistance)을 통해 휠에서 소모된다. 하이브리드 차량에서도 역시 21~40%의 연료만이 차량 동력 생산에 사용되며, 가솔린 차량과 비슷하게 대부분의 에너지(약 69%)는 엔진에서 열로서 소모된다. 따라서 연료 손실과 열 손실을 최대한 줄이면서 연료를 동력 에너지로 변환하는 면에서는 태양광 전기차가 월등히 효율성이 높다는 것이다. 전기차의 경우 에너지 전환 효율성이 60~100%에 달했고 공기 저항에서만 에너지 전환 손실이 있기 때문에 차량을 낮고 둥글게 만드는 특징을 가지고 있다.
태양광 차 장단점
장점 단점 – 휘발유 같은 화석에너지처럼 고갈되지 않으므로 영구적임. – 탄소 배출 제로화를 실현해 친환경적임. – 열효율성이 뛰어나 연료 손실이 거의 없음. – 유지비가 내연기관차에 비해 적다고 업계 관계자들은 주장하고 있음.
– 야간 시간 충전이 어려울 수 있음. – 가속성이 떨어질 수 있음. – 공기저항 방지를 위한 낮은 차체, 안전성 문제가 발생할 수 있음. – 태양 전지는 반도체 소자로, 이를 만들기 위해 사용되는 화학물질이 결국 환경오염을 시킨다는 우려 존재
시사점
전통적인 내연기관차에서 하이브리드로 전기차, 수소차, 태양광 자동차로까지 자동차 업계의 패러다임 전환은 계속되고 있다. 모든 전환의 중심에는 ‘재생에너지’가 있다. 10년 전 테슬라가 전기차를 출시했을 때, 세상이 지금의 테슬라를 상상하지 못했던 것과 같은 이치로 태양광 자동차도 아직은 낯설게 느껴지만 미래에는 대표적인 자동차의 모델이 될 수 있다. 한국에는 크고 작은 태양광 관련 기업들이 포진해 있기 때문에 각각의 기술을 잘 살려 아직 시작단계에 있는 미국의 태양광 자동차 스타트업들의 동향을 파악하고 관계를 형성하는 것이 중요하다. 코로나19라는 악재에도 불구하고 전 세계적으로 태양광 시장이 성장세를 이어가는 것과 조 바이든 행정부가 청정에너지 인프라 구축에 2조 달러 투자 계획을 발표한 것도 한국 기업들에 기회로 작용할 것으로 보인다.
재생에너지 개발 확대나 연방기관 및 건물의 태양광 발전 채택 등을 위한 입법 안건을 마련해 제시하는 미국 태양에너지산업협회(SEIA) 같은 기관을 주시하는 것도 중견기업들에 도움이 될 수 있다. J 태양광 패널 전문기업의 마케팅 매니저 D 씨는 KOTRA 디트로이트 무역관과의 인터뷰에서 “태양광 산업이 성장에도 불구하고 아직까지 자동차에 들어가는 태양광 패널의 수요는 미미한 수준이다. 하지만, 바이든 행정부의 친환경 재생에너지 지원정책과 탄소 중립에 맞물려 증가할 것으로 기대하고 있다”며 “준비하는 기업들만이 기회를 잡을 수 있다”고 강조했다.
자료: Department of Energy, Solar Energy Industries Association, GlobalData, Statista, Aptera, Humble Motors, Washington Post, Allied Market Research 등 KOTRA 디트로이트 무역관 자료 종합
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