자동차의 태양광 패널이 현재로서는 여전히 비실용적인 이유

몇몇 제조업체는 이미 EV에 태양광 패널을 장착하는 방안을 검토하고 있습니다. 그리고 처음에는 말이 됩니다. 자동차가 공회전 상태에 있으면 추가 주행 거리가 무료로 제공됩니다. 게다가 환경에도 좋은 청정 에너지입니다. 게다가 충전기를 사용하는 횟수가 줄어들어 편리하다는 점도 있습니다. 마음에 들지 않는 점은 무엇입니까? 실제로는 많이 있으며 표면을 긁는 순간 나타납니다. 살펴보자!

태양 전지판 작업에 관한 중요 참고 사항

여기서는 너무 많은 기술 사항으로 여러분을 괴롭히지는 않겠지만, 지붕에 태양광 패널을 설치하는 것의 실용적인 측면에 대해 몇 가지 중요한 사항을 설명해야 합니다. 패널에는 종종 비SI 단위인 와트피크(Wp)로 표시되는 공칭 전력 출력이 있습니다. 패널이 태양에 완전히 노출되고 최적의 온도에서 생성되는 출력은 무엇입니까?

그러나 일반적으로 온도가 영향을 미치므로 밝은 태양에서도 부분적인 출력을 얻을 수 있습니다. 모든 태양광 패널에는 온도 계수(0.2%-0.5%) 범위가 있으며, 이는 25°C 이상에서 각 온도에 대한 예상 출력 손실을 나타냅니다. 남부 유럽에서 여름 직사광선에 노출된 패널의 온도가 65°C 이상에 도달할 수 있다는 점을 고려하면 최대 8~20% 열화됩니다.

고려해야 할 또 다른 요소는 태양광 패널이 실제로 그늘을 싫어한다는 것입니다. 태양광 패널의 셀은 일반적으로 직렬로 연결됩니다. 따라서 36셀 패널의 셀 중 절반만 음영 처리되어도(작업 영역의 1.5% 미만) 전체 패널의 출력은 절반으로 떨어집니다. 음영 처리된 셀은 다른 셀을 해당 수준으로 낮추므로 약속된 출력을 얻을 수 없습니다.

그리고 패널의 전체 행 하나만 음영 처리하면 출력이 0으로 줄어드는 경우가 많습니다. 이 문제를 완화하기 위해 패널 내에 더 많은 시리즈를 추가할 수 있지만 일반적으로 전체 행이나 열에서 음영이 발생하므로 결과가 거의 없습니다.

상황은 더욱 악화됩니다. 자동차 제조업체가 배선의 복잡성과 가격을 억제하려는 경우처럼 모든 패널이 동일한 인버터에 연결된 경우 하나의 패널 성능이 저하되면 전체 어레이의 출력이 떨어집니다.

이는 중요한 우려 사항이며 지붕 태양광 시스템을 설치하는 사람들은 이를 피하기 위해 계획을 세우는 데 많은 시간을 소비합니다. 패널은 가능한 한 음영을 피하기 위해 위치와 각도로 설치되지만, 패널을 자동차에 장착하면 그런 사치가 전혀 없습니다. 자동차는 도로, 건물 및 기타 높은 자동차 옆에 주차되어 있습니다. 이는 자동차에 장착된 대다수의 패널이 대부분의 시간 동안 거의 0에 가까운 전력을 생산한다는 것을 의미합니다.

즉, 주요 요점으로 넘어가겠습니다.

그것은 아무것도 아니지만 무료입니다

현대가 특정 모델에 제공하는 단순 태양광 지붕과 Toyota가 Prius에 제공하는 단순 태양광 지붕의 가격은 €1,500 이상이며, 시장에 따라 옵션으로 €2,500가 넘는 경우도 있습니다. 현대의 공칭 출력은 204Wp, 최신 프리우스의 경우 60Wp입니다. 마지막 배터리는 전력이 너무 부족해서 배터리 충전도 시도하지 않고 가능할 경우 자동차 시스템 중 일부만 실행합니다.

Global Solar Atlas 직원들은 위치에 따라 태양광 패널의 연간 예상 생산량을 제공하는 훌륭한 지도를 만들었습니다. 지브롤터에서는 최적의 각도를 30°로 기울인 경우 설치된 태양광 패널 1Wp에 대해 약 1,550Wh를 얻을 수 있습니다. 자동차 패널에 있는 것처럼 평평하게 놓으면 1,400Wh로 떨어집니다. 런던에서는 그 숫자가 820Wh에 이릅니다. 그리고 그 숫자는 음영 손실을 설명하지 않습니다.

따라서 최적의 조건에서 현대 솔라 루프는 연간 280kWh를 생산할 것입니다. 런던에서는 164kWh를 얻습니다. 더 시원한 그늘이 아닌 가장 밝은 햇빛에 주차했기 때문에 실내를 냉각하는 데 필요한 추가 전력은 계산하지 않았습니다.

€0.50/KWh의 상업용 충전소 요금에서도 출력을 감소시키는 다른 모든 요인을 계산하기 전에 손익분기점에 도달하려면 10~20년이 필요합니다.

그리고 이는 패널 출력과 배터리 충전기 사이의 비효율성, 패널 성능 저하 또는 배터리가 이미 가득 차서 충전이 불가능한 경우를 고려하지 않은 것입니다. 물론 두 가지 모두 단일 백분율 포인트에 기여합니다. 그럼에도 불구하고 현대가 대부분의 시장에서 옵션을 중단한 것은 놀라운 일이 아닙니다.

또 다른 예를 들자면 불운한 Lightyear 0에는 더 많은 패널이 있으며 회사가 패널의 출력을 공개하지 않더라도 공유한 숫자를 통해 이를 계산할 수 있습니다. Lightyear는 625km WLTP 범위와 60kW 배터리를 기준으로 스페인 남부에서 11,000km의 추가 생산량을 추정합니다.

따라서 회사는 성가신 그림자가 없는 거대한 주차장 중앙을 항상 선택하면 1,056kW의 전력을 얻을 수 있을 것으로 기대합니다. 또는 약 €528 상당의 비용 절감이 가능합니다. Glasgow로 이동하면 절감액이 €265까지 줄어듭니다. 뒷유리창이 없는 €250,000의 자동차를 구입하기로 되어 있었다는 점을 고려하면 나쁘지 않습니다.

분명히 Lightyear는 2가 훨씬 더 저렴할 것이라고 말하고 Sonos는 40,000유로의 태양열 자동차 생산을 테스트하고 있지만 회사가 이미 입증했듯이 약속은 하나이며 실제 가치 있는 차량을 도로에 제공하는 것은 완전히 다릅니다. 따라서 내가 틀렸다는 것이 입증될 가능성이 있지만 향후 10년 안에 그런 일이 일어날지는 의심스럽습니다.

환경 친화적이지 않아요

물론 배터리를 다시 충전하는 것보다 비용이 더 많이 들지만 태양광 지붕이 가능한 가장 깨끗한 에너지를 생성하도록 하는 것은 환경에 도움이 되는 것입니다. 안타깝게도 상황은 다시 한 번 그렇게 간단하지 않습니다.

태양에너지 채택은 전례 없는 속도로 가속화되고 있으며 가장 제한적인 요인은 실제로 공급 측면입니다. 우리는 태양광 패널을 충분히 빠르게 만들 수 없습니다. 그리고 공급이 제한된 시장에서는 패널이 대부분의 시간을 공회전하는 자동차에 낭비하는 대신 출력을 최대화하는 방식으로 패널을 배치할 태양열 발전소의 생산 용량을 남겨 두는 것이 더 합리적입니다.

더 나쁜 것은 설치 규모가 작을수록 규모의 경제를 활용하여 배선 및 인버터 비용을 상쇄할 수 없고 결국 Wh당 탄소 배출량이 증가하므로 간접비가 높아진다는 것입니다.

편의성이 의심스럽네요

이제 편리함은 분명히 개인적인 문제이지만, 태양광 패널은 확실히 일방통행이 아닙니다. 우선, 태양광 패널의 외관은 요즘 대부분의 자동차에 장착되는 매끈한 지붕만큼 좋지 않습니다. 하지만 당연히 자동차 지붕을 자주 보지 않기 때문에 별 문제가 되지 않습니다.

그렇다면 주차는 어떻습니까? 차를 자주 주차하게 될 것입니다. 따라서 제한된 전력 출력 잠재력을 최대화하려면 이제 차를 주차할 위치를 신중하게 고려해야 합니다.

또한 먼지와 오물은 패널의 효율성에 심각한 영향을 미치므로 세차를 철저히 해야 합니다. 정기적으로 눈이 내리는 경우 전기를 생산할 것으로 예상되는 표면을 완전히 청소하기 위해 각별히 주의해야 합니다.

그리고 겨울 조건에 대해 말하자면, EV의 주행 거리가 가장 제한된 겨울에 최선을 다하더라도 출력은 여름에 얻는 출력의 3분의 1에 불과할 것입니다. 따라서 이상적인 조건에서도 Ioniq 5는 겨울에 하루 약 1.5km의 추가 주행 거리를 확보할 수 있습니다.

선루프가 제공하는 넉넉한 공간감을 좋아하시나요? 죄송합니다. 태양광 패널과 혼합되지 않습니다. 물론 루프 레일도 사용해서는 안 되며 루프탑 박스도 없습니다.

그런 다음 수리 가능성의 문제가 있습니다. 자동차를 다시 칠하는 것은 일반적으로 여러 공식 수리점과 제3자 수리점에서 수행할 수 있는 일상적인 작업입니다. 처음부터 훨씬 더 취약한 태양광 패널을 교체하는 것은 훨씬 더 복잡한 절차입니다. 그리고 그 희귀성으로 인해 부품을 찾는 것이 어려울 것입니다.

Lightyear 2에서는 뒷창 없이 살아야 하지만 Sonos Sion에서는 뒷창이 크게 줄었습니다. 물론 둘 중 하나가 시장에 출시된다면 말이죠.