왜 태양광 전기 자동차는 도로에서 볼 수 없을까?

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현장에서 전기를 생산하는 데에는 여러 가지 장애물이 있고, 설치 비용도 많이 들기 때문에 현재로서는 태양광 전기 자동차를 대중화하기가 매우 어렵습니다.

태양광 전기 자동차가 월드 태양광 챌린지 경주에 참여합니다. 사진: 컴포지트 월드 — 태양광 전기 자동차가 월드 태양광 챌린지 경주에 참여합니다. 사진: *컴포지트 월드*

태양광 전기 자동차는 실제로 존재하며, 이를 볼 수 있는 가장 좋은 곳은 호주에서 2년마다 열리는 대회인 월드 태양광 챌린지입니다. 경쟁자들은 호주 북부 해안의 다윈에서 남부 해안의 애들레이드까지 약 3,000km를 태양열만을 이용해 주행해야 합니다. 경주에 참가하는 자동차 중 다수는 도로에서 볼 수 있는 것보다 놀이공원이나 공상과학 영화에서 나온 것처럼 보입니다. Popular Science 에 따르면, 이는 태양열 전기 자동차가 아직은 일상적인 교통 수단으로 적합하지 않은 이유를 설명할 수 있습니다.

낮 동안 많은 양의 햇빛이 지구에 도달하지만, 대기를 통과하면서 흩어지기 때문에 상대적으로 낮게 지면에 도달합니다. 평균적으로 계절적 영향을 조정한 후, 태양광으로부터 얻는 에너지 양은 1년에 약 342와트/m²로, 표준 냉장고를 가동하기에 충분한 양입니다. 자동차는 크기가 다양하지만, 미국의 일반 승용차는 길이가 약 5.5m, 너비가 1.8m로 표면적이 약 9~10제곱미터에 이르며, 이는 약 3,420와트의 에너지를 수집할 수 있어 냉장고, 식기세척기, 전자레인지를 작동시키기에 충분합니다.

도시와 마을에 전기를 공급하는 태양광 농장은 수천 헥타르에 걸쳐 수백만 개의 태양광 패널을 사용합니다. 사막 지역의 일부 시설에서는 거울 배열을 사용하여 태양 에너지를 집중시킵니다. 하지만 일반 자동차는 태양 에너지를 많이 수집할 만큼 표면적이 충분하지 않습니다.

또 다른 문제는 현재의 태양 전지가 햇빛을 전기로 전환하는 효율이 그다지 좋지 않다는 것입니다. 일반적으로 효율성은 약 20%에 불과합니다. 즉, 유입되는 태양 에너지의 약 1/5만 전기로 전환한다는 뜻입니다. 즉, 태양광 패널로 덮인 일반 자동차에 3,420와트의 태양 에너지가 도달하더라도 자동차가 사용할 수 있는 전력은 약 684와트에 불과합니다. 반면, 전기자동차는 시속 100km로 주행하려면 20,000와트가 필요합니다.

월드 솔라 챌린지에 참여하는 차량은 일반적으로 크고 표면적을 극대화하도록 설계되었습니다. 이렇게 하면 자동차가 최대한 많은 햇빛을 모으는 데 도움이 됩니다. 컨셉트카라면 괜찮겠지만, 대부분 모델에는 운전석 외에는 창문이나 다른 공간이 없습니다.

또 다른 문제는 지리적 위치, 일광 시간, 날씨 조건인데, 이 모든 요소가 생성할 수 있는 태양 에너지의 양에 영향을 미칩니다. 지구는 축이 기울어져 있기 때문에 모든 지역이 언제나 같은 양의 햇빛을 받지는 않습니다. 북반구가 태양 쪽으로 기울어지면 지구의 상반부는 더 많은 햇빛에 노출되는 반면, 남반구는 더 차갑고 어둡습니다. 지구의 남쪽 절반은 태양을 향해 기울어져 있기 때문에, 그 지역은 지구의 위쪽 절반보다 햇빛을 더 많이 받습니다.

적도 근처 지역은 일년 내내 햇빛을 많이 받으므로, 남부 캘리포니아나 사하라 사막과 같은 인근 지역은 알래스카와 같은 지구 극지방 근처 지역보다 태양 에너지가 더 많습니다. 태양광 전기 자동차는 흐리거나 비오는 날에는 충분한 햇빛을 모으는 데 어려움을 겪습니다. 심지어 거대한 태양광 농장조차도 태양이 빛나지 않는 시간을 대비해 계획을 세워야 합니다. 운전자는 밤에도 움직여야 합니다. 어두워진 후에도 태양열 전기 자동차를 계속 작동시키려면 낮 동안 수집하여 배터리에 저장된 초과 에너지를 사용해야 합니다. 태양광 패널과 배터리는 차량의 무게를 늘리고, 차량이 무거울수록 작동하는 데 더 많은 전력이 필요합니다.

연구자들은 일상생활에 더 적합한 태양열 전기 자동차를 설계하는 방법을 연구하고 있습니다. 그들은 햇빛을 에너지로 더 효율적으로 전환하는 태양 전지를 만들어야 하며, 이는 자동차에도 적합해야 합니다. 또한, 일반 구매자가 자동차를 구매할 수 있도록 저렴한 자동차 시스템을 만드는 것도 중요합니다.

현재 태양광 전기 자동차에 가장 가까운 옵션은 집이나 충전소에서 충전할 수 있는 전기 자동차입니다. 전기가 어떻게 생성되는지에 따라, 이러한 자동차에 동력을 공급하는 에너지 중 일부는 태양광 패널, 풍력 터빈, 수력 발전 또는 기타 재생 가능 에너지원에서 나올 수 있습니다.

안캉 ( 팝시지 에 따르면)

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