풍력과 태양광 발전 기술이 미래의 자동차에 사용될 수 있을까?

풍력발전은 자동차에 적용하기 어렵지만 태양광발전은 자동차에 활용할 수 있다.

풍력발전을 자동차에 사용할 수 없는 가장 큰 이유는 자동차에 장착된 풍력발전기가 바람의 저항을 높이면 연료 소모도 늘어나기 때문이다. 자동차를 유선형으로 설계하는 이유는 주로 자동차 주행 시 항력계수를 줄이고 공기 저항을 줄이기 위한 것입니다. 공기 저항이 10% 감소하면 연료 소비는 2.5% 감소합니다.

여기에서는 공기 역학자들이 공기 저항을 줄이기 위해 열심히 노력하고 있고, 저기에서는 풍력 터빈을 추가하고 있습니다. 공기 역학자들의 속도는 정말 짜증납니다! 풍력발전기를 추가하면 주행 중에도 전기를 생산할 수 있지만 이는 연료 소모를 늘려 얻은 전기이므로 실질적인 의미는 없다. 여러 번 변환한 후에는 에너지가 손실되어야 합니다. 손실이 적고 전기를 생산하려면 엔진을 직접 사용하여 발전기를 구동하는 것이 좋습니다. 따라서 풍력 발전 기술은 자동차에 사용되지 않습니다.

태양광발전 기술은 자동차에도 적용될 수 있다. 태양전지는 자동차 표면을 덮을 수 있으며 풍력 터빈처럼 바람의 저항을 증가시키지 않습니다. 미관 외에 자동차에 미치는 영향은 거의 없지만 태양광 패널은 전환율이 낮은 문제가 있다. 민간용 배터리 패널의 전환율은 20%를 넘기가 어렵고, 대부분 15~17% 수준이다. 햇빛 강도가 1000와트/제곱미터일 때, 1제곱미터의 태양광 패널은 150~170wh의 전기만 생산할 수 있습니다.

자동차의 표면적이 제한되어 있고, 배터리 패널의 면적도 제한되어 있습니다. 배터리 패널이 2제곱미터라면 발전 전력은 150w에 불과합니다. 빛의 강도, 각도 등도 고려해야 합니다. 따라서 태양광 패널에서 생산되는 전력은 높지 않습니다. 조명이 좋으면 하루에 1~2kwh의 전기를 배터리에 충전할 수 있습니다. 전기 자동차의 전력 소비량은 최소 15kwh/100km입니다. 하루 동안 충전하면 주행 거리가 몇 킬로미터만 늘어나는데 이는 실질적인 의미가 없습니다. 저전력 저속 전기차에는 사용할 수 있지만 자동차에는 실용적이지 않습니다.

그러나 고효율 패널이 등장하면 태양전지와 자동차가 완벽하게 통합될 수 있다. 예를 들어 토요타 프리우스에서 진행한 태양광 테스트에서는:

테스트 차량에 사용된 태양광 패널은 최대 전환율이 34%, 출력은 840w라고 합니다. 화창한 날씨에는 하루에 모은 전기로 44km를 주행할 수 있습니다.

그러나 현재는 테스트 중인 상태로 차량 뒷유리와 트렁크 리드, 후드 등이 태양광 패널로 덮여 있는 것을 확인할 수 있다. 어느 정도 외관에 영향을 미칩니다. 효율이 34%에 달하는 배터리 패널이 관건이다. 효율이 낮으면 활용 가치가 없고, 고효율 배터리 패널의 가격이 높다는 점도 판촉에 영향을 미치는 요인이다.