대학생이 만든 태양광 전기자동차! 17.5m2의 태양광 패널, 2킬로와트의 전력, 600km의 전체 배터리 수명...
태양열 전기 자동차
이 단계에서 "탄소 배출 제로"에 대해 이야기할 때 실제로 이산화탄소 배출이 없다는 것을 의미하는 것이 아니라 배출된 이산화탄소는 동일한 양의 산소로 나무를 심는 것과 같은 자연적인 수단으로 상쇄될 수 있다는 의미입니다. 균형을 이루기 위해. 그렇다면 자동차와 같은 주요 탄소 배출원을 진정한 탄소 배출 제로로 만드는 방법이 있습니까?

최근 네덜란드 아인트호벤 공과대학 학생 22명이 만든 전기차가 인터넷에서 화제가 됐다. 소개에 따르면 차량 이름은 '스텔라 비타'로 더블 베드, 소파, 주방 공간 등으로 구성된 더블 캠핑카로 욕실에는 샤워 시설, 세면대, 화장실도 갖춰져 있다.
1
출처: Solar Team Eindhoven

스텔라 비타 전기차는 전적으로 태양열 에너지로 구동되며 다른 연료가 필요하지 않습니다.현재 유럽에서 약 2,000km를 주행했으며 3,000km를 도달하는 것이 목표입니다. 위 사진과 같이 총 17.5㎡의 면적에 스텔라빗 전기차 위에 3개의 태양광 패널이 설치되어 있으며, 이중 2개는 접혀서 주차 시 펼칠 수 있고, 8.8㎡는 주차 시 펼칠 수 있습니다. 도로에서 운전 요금. 양쪽의 배터리 패널을 재활용하면 아래 그림과 같이 스텔라빗 전기차가 더 전통적인 자동차와 같습니다.
2
출처: Solar Team Eindhoven

스텔라 시리즈 태양열 자동차
많은 실무자들은 스텔라빛을 보고 처음에 어느 팀인지 짐작했을 것입니다. 이 인터넷 셀러브리티 차는 팀의 첫 작품이 아니라 2013년 초 스텔라 태양광 전기차 1세대를 발표하고 호주에서 열린 월드 솔라 챌린지 크루저 클래스에서 1위를 차지한 바 있다.

현재 Solar Team Eindhoven 웹사이트에는 이미 Stella, Stella Lux, Stella Vie, Stella Era 및 Stella Vita와 같은 여러 Stella 시리즈 전기 자동차가 있습니다. Solar Team Eindhoven의 소개에 따르면 Stella는 세계 최초의 태양열 가족용 자동차, Stella Lux는 1년에 소비하는 것보다 더 많은 에너지를 생산하는 에너지 하베스팅 기능이 있는 가족용 자동차, Stella Vie는 최초의 태양열 가족입니다. 5명이 탈 수 있는 차, 스텔라 에라는 편안한 자율주행 패밀리카, 스텔라 비타는 자급자족 가능한 '바퀴 달린 집'이다.

Eindhoven 2021 태양열 팀의 일원인 Tijn Ter Horst는 다음과 같이 말했습니다: "주요 목표는 사람들, 시장 및 사회에 진정으로 영감을 주어 보다 지속 가능한 미래로의 전환을 가속화하는 것입니다. 기업은 이미 가능합니다."

스텔라비타 프로젝트는 2020년 9월에 시작되어 2021년 3월에 설계 및 제작이 완료되었습니다. 올해 9월에 스텔라비타는 공공도로 사용 면허를 취득하고 9월 말 유럽 여행을 시작했습니다. 스텔라비타의 계획 일정은 아인트호벤에서 스페인 최남단 타리파까지 가는 총 3,000km의 거리로 태양광 에너지만으로 사업의 타당성을 입증하는 것이다.

차체 성능 측면에서 스텔라 비타는 60kWh 용량의 리튬 이온 배터리를 장착하고 있으며, 차량이 완전히 충전된 후 순항 범위는 600km에 달할 수 있습니다. 전체 여정이 화창한 경우 최대 순항 범위는 730km에 도달합니다.

스텔라 비타는 기존 자동차의 디자인 경계를 허물고 생활 편의시설을 갖추고 있을 뿐만 아니라 사람들의 활동을 용이하게 하기 위해 차량을 정지시켰을 때 지붕을 올려 사람들이 차 안에서 쉽게 걸을 수 있도록 했다.

또한 스텔라 비타는 에너지 활용을 디지털 방식으로 투명하게 제어하고 있어 팀원들은 예를 들어 팬케이크를 만들고 싶다면 팬케이크를 만드는 데 필요한 에너지 양을 알려줄 것이라고 말했다.
스텔라 비타의 생각
태양광 전기차 스텔라 시리즈는 단순히 기믹을 얻기 위해 설계된 것이 아니라 상용화도 진행 중이다. 2016년에 태양 에너지 팀 Eindhoven의 5명의 졸업생이 가정용 태양열 자동차를 상업적으로 생산하는 회사인 Lightyear를 설립했습니다. Tijn Ter Horst는 다음과 같이 말했습니다: "나는 전체 모바일 산업이 많은 것을 채택하고 사용할 수 있다고 생각합니다. 우리가 집에 돌아오면 우리는 우리의 사명을 계속하기 위해 열심히 일할 것입니다."

아인트호벤 태양광 팀의 팀 매니저인 Kjell Revenberg는 "그들은 미래이자 차세대이며 보다 지속 가능한 미래로의 전환을 장려하고 가속화할 수 있습니다. 이러한 전환을 가속화하기 위해 우리는 우리의 모든 것에 영감을 줄 것입니다. 더 많은 유럽인들이 지속 가능한 미래를 달성할 가능성이 있습니다."

상용화 준비가 된 프로젝트의 경우 연구해야 할 것은 혁신에 국한되지 않고 프로젝트의 실용성과 재현성도 매우 중요합니다.

Stella Vita는 교육 배경을 깨고 디자인 과정에서 Stella Vita 크리에이티브 팀은 Renault와 Mobilize의 개념 자동차에서 경험을 얻었습니다. 그리고 Mobilize의 두 가지 컨셉카에서 지속 가능한 모바일 차량의 설계 과제 중 일부를 배웠습니다.

도전과제에 대해 말하자면, 우리는 차 지붕에 우리의 관점을 집중할 수 있습니다. 사실 스텔라비타의 차내 리빙 공간, 스마트 콕핏, 전동화 등은 혁신적 포인트가 아니라 이미 활용되고 있는 자동차 기능들이다. Stella Vita의 가장 큰 혁신은 개념 태양광 이동 주택에 있습니다.

기존의 전기자동차 시스템에서는 차량이 단말이고 충전말뚝, 전력망 등의 지지링크도 존재하는데, 충전말뚝의 밀도와 충전효율이 전기차 소유자의 주행거리 불안을 결정짓는다. 순수 태양광을 사용하고 날씨 요인을 고려하지 않는다면 맑은 날에도 가능할까요?

소개에 따르면 스텔라비타에 탑재된 17.5㎡ 규모의 태양광 패널은 약 2킬로와트의 전력으로 하루 10킬로와트 이상의 전기를 생산할 수 있으며, 태양광으로 배터리를 완전히 충전하는 데 2~3일이 걸린다. 패널. 따라서 스텔라비타는 순수 태양광 자동차라고 광고하지만, 기존 자동차 충전을 위해 필요했던 충전 포트도 탑재했지만 이번 테스트에서는 이 기능을 사용하지 않을 예정이다.

따라서 첫 번째 문제가 발생하며 그것은 태양 전지판의 에너지 변환 효율입니다. 현재 실리콘만을 사용한 단일접합 태양전지의 이론상 최대 효율은 33%이다. 업계에서 단결정 실리콘 태양 전지의 광전 변환 효율은 약 15%이며 최고는 24%입니다. 세계적으로 인정받는 권위 있는 테스트 기관인 독일 하멜린 태양 에너지 연구소(ISFH)가 테스트한 언론 보도에 따르면, LONGi의 상업용 크기 HJT(M6 실리콘 기반 이종 접합) 태양 전지의 변환 효율이 25.82%에 도달하여 세계 기록. 다결정 실리콘 태양 전지의 광전 변환 효율은 약 12%로 훨씬 더 나쁩니다.

태양전지의 변환효율 향상을 위해 업계의 이목이 집중되고 있는 소재 연구개발은 지난해 국립재생에너지연구소에서 III-V 6접합 구조를 사용해 47.1%라는 기록적인 변환효율을 달성한 바 있다. 집중 조명 아래에서 태양 전지. , 관련 연구 결과는 "Nature Energy" 저널에 게재되었습니다. 그러나 이론적 연구와 산업화는 아직 갈 길이 멀다는 것을 우리 모두 알고 있습니다.현재 10 % 이상의 변환 효율이 표준이며 고급 제품은 20 % 이상에 도달 할 수 있지만 25.82 %는 이미 세계 기록.

두 번째로 중요한 점은 비용과 수명입니다. 먼저 비용을 살펴보자.통계에 따르면 2009년부터 2020년까지 태양광 패널 비용이 몇 배 감소했습니다. 240W 태양광 패널을 예로 들어 2009년 가격은 3,000위안, 2020년에는 500위안 정도. 장수에 관해서는 두 가지 차원에서 바라볼 필요가 있는데, 하나는 우박과 같은 극한 날씨에 대한 제품의 대처능력이고, 다른 하나는 상시 사용시간이다. 저자는 국산 240W 태양광 패널의 성능 소개를 통해 1m 높이에서 떨어지는 단단한 철구의 충격에도 견딜 수 있는 제품임을 알 수 있다. 이러한 자연재해 요인을 무시한다면, 시중에 나와 있는 태양광 패널의 95% 이상이 강화유리로 적층되고 캡슐화되는 25년의 수명으로 자동차 수명을 능가한다.
산업 현황
위에서 언급한 Mobilize의 두 가지 컨셉트 카 외에도 현재 태양광 차량에서 전체 자동차 산업의 진행 상황은 무엇입니까? 여러 자동차 제조업체의 소식을 살펴보겠습니다.

2017년 독일 소노사는 태양광 자동차 '시온'을 출시했는데, 차량 가격은 1만6000유로(약 1000만원)다. 이 차량에는 35kWh 배터리 팩 A세트가 장착되어 있으며, 항속거리는 최대 250km이며 태양계는 매일 30km의 순항을 보충할 수 있습니다. Sion은 아직 양산되지 않았으며 2023년 상반기에 이 순수 전기 자동차를 제공할 계획이지만 Sono는 예약을 지불한 14,000건 이상의 주문을 받았다고 말했습니다. 현재 Sono는 약 10억 달러의 가치로 상장을 추진하고 있습니다.

아인트호벤 솔라팀과 소노보다 앞선 것은 지난해 말 충전 없이 신에너지 삼륜차를 출시한 앱테라다. 차량에는 충전을 위해 충전 더미를 사용할 필요 없이 3제곱미터 이상의 태양광 에너지 면적과 180개의 태양열 배터리가 장착되어 있습니다. 앱테라 관계자에 따르면 해당 모델은 판매 개시 24시간 만에 매진된 것으로 언론에 알려졌다.

해외 제조사를 읽은 후 국내 상황을 살펴보십시오. Hanergy는 2016년에 4가지 태양광 전기 자동차의 Solar 시리즈를 출시했습니다. 당시 Hanergy는 이러한 차량이 이미 상용화 기반을 갖추고 있다고 밝혔습니다. 그러나 현재 몇 년이 지났고 회사는 아직 관련 모델을 양산하지 못했습니다.
삼
Hanergy Solar O (출처: Hanergy 공식 홈페이지)

물론 좀 더 보수적인 탐색도 있는데, 예를 들어 10여년 전 BMW와 아우디가 연구한 솔라 썬루프는 크기, 미관, 제품 수명 등의 제약을 받아 솔루션이 양산되지 못했다. 이제 Great Wall Motor의 Aurora Optoelectronics는 에너지 전환율이 최대 33%인 페로브스카이트 태양 전지를 사용하여 이 연구를 다시 시작했으며 향후 양산 차량에 탑재될 것으로 예상됩니다.