이미 전기차를 보유하고 있는데, 누가 태양광 자동차에 관심을 갖게 될 것인가?

세계의 많은 지역에서 이미 도로 위를 달리는 전기 자동차(EV)가 급속히 많아진 것을 볼 수 있습니다. 이러한 지역은 공기가 깨끗해졌고, 주차장(그리고 신발)에 묻는 오일이 줄었고, 시끄러운 배기관이 줄면서 중심가에서 더 편안하게 식사를 할 수 있게 되었고, 더운 날 차고와 집안에 퍼붓던 엔진 열기가 줄었고, 지저분한 주유 펌프 정리도 하지 않아도 되며, 운영 및 유지 관리 비용이 줄어드는 등의 이점을 누리기 시작했습니다. 더 흥미로운 건, 자연흡기 콜벳(Corvette)보다 높은 가속력과 지프 락 크라울러(Rock-crawler)보다 높은 저회전 토크를 누리게 되었다는 점입니다!

실제로 전기차 혁명은 순조롭게 진행되고 있습니다. "이미 전기차를 보유하고 있는데, 누가 태양광 자동차에 관심을 갖게 될 것인가?"라는 질문을 던지게 되지요.

태양광 자동차는 전기차 혁명의 속도를 높이는 자동차입니다. 미래 전기차의 첨단 기술을 테스트하는 곳이고요. 그리고 태양광 자동차를 개발하는 창의적인 인재들은 EV 혁명과 그 이상의 발전을 이끄는 리더입니다.

궁극적으로 태양광 자동차와 전기차 모두 탈탄소화라는 큰 그림에 관한 것입니다. 전기차는 탈탄소화에 가장 크고 즉각적인 영향을 미칠 수 있습니다. 하지만 전기차는 대량 생산에서 시장 성공을 거두는 데 수많은 제약이 있고, 태양광 자동차는 그러한 제약 없이 더 많은 엔지니어링 유연성을 누릴 수 있습니다. 태양광 자동차 팀은 실세계에서 탈탄소화와 그 세 가지 핵심인 에너지 생성, 전기화, 효율을 위한 최첨단 기술과 설계 방법을 시험해 볼 수 있습니다.

에너지 생성

여기에는 재생 에너지, 저장 및 전송이 포함됩니다. 브리지스톤 월드 솔라 챌린지(BWSC) “챌린저(Challenger)” 클래스 태양광 자동차는 3,000km 코스 전체를 태양에서 생성된 전기로만 달립니다. 이들 자동차는 발전과 저장을 위해 각각 최첨단 태양광 패널 기술과 배터리를 활용합니다. 예를 들어, BWSC 팀들은 이전에는 갈륨 비소 기반 태양 전지를 사용했는데, 이 기술로 달성할 수 있는 탁월한 40% 효율은 실리콘 기반 태양 전지의 약 두 배에 달합니다. 오늘날 태양광 패널은 양산형 차량에는 거의 사용되지 않지만, 전기차 충전소와 전력망에 전력을 보충하는 데는 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

전기화

휘발유로 구동되는 차량은 지구상의 그 어떤 것보다도 탄소를 많이 먹습니다. 그러나 전기차는 탄소를 전기로 배출합니다. 기존 내연기관(ICE) 전자 기계 시스템은 전기만으로 구동할 수 있는 시스템에 대한 선호에 따라 교체되었습니다. 태양광 자동차에도 동일한 시스템인 배터리, DC-DC 컨버터, 트랙션 인버터 등이 사용되고 있습니다.

안전, 제어 시스템, 통신, 센서, 원격 측정 등 미션에 중요한 하위 시스템도 전자화되었습니다. 브리지스톤 월드 솔라 챌린지를 위해 PI가 후원한 aCentauri 태양광 자동차에서 이러한 하위 시스템은 DC-DC 컨버터를 통해 전력을 공급받는데, 이것은 파워 인테그레이션스(Power Integrations)의 PowiGaN™ 기술이 적용된 750V InnoSwitch가 특징인 RDK-747 레퍼런스 디자인 키트 수정 버전을 기반으로 합니다.

효율

태양광 패널부터 바퀴에서 도로로 가해지는 전력까지, 팀은 효율을 위한 설계에 광적인 접근 방식을 취해야 합니다. 경주를 승리로 이끄는 것은 전력 변환 효율입니다.

전력 변환 단계에는 PowiGaN 기반 RDK-747 모듈, 게이트 드라이버, 인버터-트랙션 시스템에서와 같은 태양광-전기 변환, 고전압-저전압 DC-DC 전력 변환 등이 포함됩니다. 팀은 최대 성능을 달성하기 위해 무게를 줄이고 롤링 및 공기 저항을 최소화하는 등 효율에 대한 물리적 영향에도 중점을 두어야 합니다. RDK-747 모듈은 영향은 적지만 부품 수를 줄여 PCB(인쇄 회로 기판) 크기를 줄이며 히트싱크가 필요하지 않습니다. 이 모든 것이 DC-DC 전력 컨버터의 무게를 줄여줍니다.

이는 탈탄소화로 해석되므로 지속가능성 달성에 가장 큰 영향을 미치는 것은 동일한 리더십과 end-to-end 에너지 효율 개선에 대한 광적인 집중일 것입니다.

Mr. Green의 블로그는 αCentauri Solar Race 팀을 응원하는 현장에 있습니다. 파워 인테그레이션스(Power Integrations)의 공식 YouTube 채널과 LinkedIn 페이지에서 #PowiGaNVan을 팔로우하세요.

Mr. Green 블로그는 브리지스톤 월드 솔라 챌린지에서 호주 오지를 횡단하는 Team αCentauri를 #PowiGaNVan을 타고 따라가며 블로그, 브이로그, 라이브 스트리밍, 소셜 포스팅 등으로 이루어진 특별 시리즈 소식 일부를 전합니다.