태양광 자동차 장단점 - taeyang-gwang jadongcha jangdanjeom

전기차에 태양전지를 쓰는 장단점

전기 자동차는 기존의 휘발유 기반의 자동차와는 다르게 전기 생산 방식에 전혀 구애받지 않습니다. 화력 발전, 수력 발전, 원자력 발전, 재생 에너지 등 어떤 방식으로 에너지를 생산해도 전혀 상관이 없는데요. 요즘 전기차 배터리를 충전하기 위한 동력으로 태양전지가 주목받고 있습니다. Solar Car 즉 태양열 차라는 뜻인데요. 자동차가 이동하면서 태양열을 받아 동력으로 전환시키는 방법을 말합니다. 태양열 자동차 개발은 General Motors가 1955년에 가장 처음 시작했는데요. 처음에는 기술력을 선보이기 위한 Concept Car 정도로 개발되었는데요. 점점 개발을 이어가다가 1987년에는 World Solar Challenge라는 태양열 자동차 레이싱 대회를 개최하기도 했습니다. 재생 에너지가 모든 산업에서 큰 각광을 받으면서 자동차에도 태양열을 적용하려는 노력이 지속적으로 나오고 있는데요. 전기차의 태양전지 적용에 대한 장단점을 자세히 알아보겠습니다. 

태양전지를 쓰는 전기차의 장점으로는 우선 동력원에 대한 걱정이 전혀 없다는 점입니다. 태양빛으로부터 에너지를 얻기 때문에 지속적으로 공급을 받을 수 있기 때문인데요. 또한 구름이 많이 끼고 비가 오는 날에도 예비 전지에 미리 충전만해두면 운행하는데 문제가 없습니다. 또한 기술의 발전으로 태양전지의 설치비용이 지속적으로 내려가고 있습니다. 대량 생산을 통한 결과인데요. 또한 태양빛은 어디에나 존재하기 때문에 전기차 운행에 있어서 환경과 상황에 따른 제약이 없고 배터리가 차지하는 공간도 점점 줄어들고 있습니다. 전기차에 태양전지를 적용하는 것이 장점만 보자면 정말 이상적인 배터리 충전 방식인 것 같은데요. 장점도 많지만 아직은 단점 또한 다분한 기술이기도 합니다. 장단점을 잘 비교해야 합리적인 소비와 투자가 가능합니다. 

태양열을 기반으로 하는 전기 자동차의 가장 큰 단점으로는 아직까지 태양전지의 개발이 미약하다는데 있습니다. 태양에너지 그 자체가 자동차의 주 전력으로 사용하기에는 너무나 적은데요. 태양열이 가장 많은 화창만 날씨에 시간당 1제곱미터에 1kW 정도를 충전할 수 있습니다. 그러나 전기차를 충전하려면 최소한 20kW는 지속적으로 공급해야 하는데요. 주 전력으로 사용하기에는 너무나 작은 에너지원입니다. 태양광 패널을 자동차 전체에 적용시킨다고 해도 20kW의 전력을 지속적으로 얻는 것은 너무나 어려운 일입니다. 1kW의 충전은 일상적으로 20~30% 정도의 효율을 기준으로 잡은 값인데요. 100% 효율을 뽑아낸다고 해도 3~4kW의 전력을 얻는 것이 한계입니다. 현재 전기 자동차가 필요로 하는 평균값인 20kW를 채우기에는 턱없이 부족합니다. 가장 일조량이 높은 시간에도 최고 10% 밖에 충전을 할 수 없어 이는 치명적인 단점이라고 할 수 있겠습니다. 또한 차량을 구입하는데 있어서 상당한 비중을 차지하는 것이 바로 디자인일 텐데요. 

태양전지를 기반으로 하는 전기차는 이 디자인에 제약이 있습니다. 태양전지를 주 원동력으로 사용하려면 태양열 패널을 최대한 늘리면서 소비하는 전력을 줄여야 하는데요. 이렇게 되면 필연적으로 자동차의 소재가 극단적으로 가벼워져야 합니다. 이 가벼워져야 하는 기준이 자전거 수준으로 가벼워져야 하는데요. 현재까지 이정도로 가벼우면서도 튼튼한 소재는 개발되지 않았습니다. 이러한 점으로 미루어 보았을 때 아직까지 태양열을 이용한 전기차의 개발은 거의 불가능 하다고 볼 수 있겠습니다. 또한 태양전지는 내구력과 환경에 영향을 많이 받는 다는 점입니다. 태양열 패드에 먼지가 끼거나 때가 끼게 되면 효율이 급격하게 떨어져 자주 청소를 해줘야 하는데요. 뿐만 아니라 폭우가 지속되는 날씨 혹은 눈이나 흐린 날씨가 지속된다면 자동차 자체를 사용하는데 너무나 힘듭니다.

이러한 단점 들에도 불구하고 태양열 전지가 가진 큰 장점 때문에 기술 개발은 지속적으로 이어지고 있는데요. 현재 전기차에도 예비 전력으로 일부 사용하려는 시도가 있습니다. 예를 들어 Prius의 경우 솔라 루프를 옵션으로 선택할 수 있는데요. 프리우스 또한 주전력을 충전하기 위한 용도가 아닌 에어컨을 잠시 가동하는데 쓰이는게 전부입니다. 이 또한 몇 분 가동시키기도 힘들고 휴대폰을 충전하는 정도로만 쓰인다고 합니다.

우리에게 무한한 빛을 주는 태양은 엄청난 에너지를 우리에게 주고 있습니다. 인간은 이러한 태양열을 버리지 않고, 우리가 사용할 수 있는 에너지로 바꾸어 이용하고 있는데요, 이것이 오늘날 세계에서 가장 빠르게 성장하는 에너지 기술 중 하나라는 것은 별로 놀라운 일이 아닌 것 같습니다. 또한 이러한 재생 에너지를 주택 소유자나 토지 소유자가 어떻게 이익을 얻을 수 있는지 한번 알아보겠습니다.

태양 에너지란 무엇일까요?

태양 에너지는 우리가 가정이나 기업, 지역사회에 전력을 공급하기 위해 사용할 수 있는 재생 에너지의 원천이라고 할 수 있습니다. 연구를 통한 새로운 저장 방법과 태양 에너지의 저장 용량이 증가함에 따라, 태양열로 우리가 쓰는 전기를 직접 생산하여 활용하는 것을 고려해야 합니다. 그러면 태양열은 어떻게 저장시켜 전기에너지를 생산하는지, 그리고 그 장단점은 어떻게 되는지 알아보겠습니다.

태양 에너지는 어떻게 활용할까요?

태양 에너지는 전세계의 가정과 건물, 태양열 발전 부지에 설치된 태양광 발전 패널에서 발생합니다. 이것들은 모두 기본적으로 같은 기술을 사용하여 햇빛을 에너지로 바꿉니다. 각각의 태양 전지 패널은 태양광을 전류로 바꾸는 작은 태양 전지로 구성되어 있으며, 인버터를 통해 집이나 다른 시설로 공급되어 우리 가정에 전기를 공급합니다. 게다가 전기 에너지가 발생되는 즉시 사용할 필요도 없습니다. 낮에 변환되는 태양 에너지는 태양 전지 등에 저장할 수 있어 해가 진 뒤에도 필요할 때마다 전력 사용을 계속할 수 있습니다. 우리는 태양 전지판은 온전히 햇빛에 의해서만 에너지를 발생시킨다는 잘못된 인식이 있는데, 흐린 날보다는 더 많은 전력을 발생시키겠지만, 태양 전지판은 어떤 날씨든 낮 시간 내내 전기를 발생시킬 수 있습니다.

태양광 발전은 가정에서 어떻게 사용할 수 있을까요?

전기 제공- 태양광 패널은 가정에 불을 밝히고 가전제품에 전력을 공급하는데, 필요한 전기를 만들 수 있습니다. 만약 우리의 집에 태양광 발전시스템을 지붕에 설치하고, 에너지의 효율을 더 높인다면, 우리는 태양광 발전 시스템을 설치한 것만으로도 전기세는 확실히 줄어들 것입니다.

전기 자동차 충전- 하이브리드 또는 전기 자동차를 가지고 있다면, 태양광 패널에서 발생하는 전기를 사용하여 집에서 자동차를 충전할 수 있습니다.

태양광 발전의 장점은 무엇일까요?

우리의 집에서 태양광 발전을 통하여 전기를 생산하게 되면 당연히 많은 이점이 있습니다.

전기 요금 절감- 기본적인 3KW 태양광 패널을 설치하여, 직접 전력을 생산할때의 연간 전기 요금은 매달 5만원 정도 절약이 가능한데, 이를 1년으로 하면 60만원을 절약하는 셈입니다. 또한 사용하는 전력보다 더 많은 전력을 발생시키면, 남은 전력을 한전이나 에너지공단에 판매를 하여 수익을 얻을수도 있습니다. 30KW의 태양광 패널을 설치했을 경우 약 60평의 토지면적이 필요하며, 연간 발전수익은 약 1,100만원 정도 나온다고 하니, 재태크나 안정적인 수익을 원하는 사람들은 투자해 볼만한 사업인 셈이죠.

탄소 배출량 감소- 태양광 발전은 깨끗한 에너지인 태양열만으로 발전을 하므로, 이것을 가정용으로 사용한다는 것은 석유나 석탄발전과는 다르게 탄소가 전혀 발생되지 않으므로, 지구 온난화를 줄이는데 도움을 될 수 있습니다. 또한 이것은 지구의 온난화 기후에 의해 위협받고 있는 야생동물의 서식지나, 우리의 삶의 터전, 그리고 경제를 보호하는데 도움을 주고 있다는 것을 의미하고 있습니다.

재생 가능한 에너지의 공급원- 급변하는 기후 변화에 대처하는데 도움이 될 뿐만 아니라, 태양열과 같은 재생 가능한 에너지도 대기 오염을 줄이는데 도움을 주는데, 이것은 우리가 전세계적으로 직면하고 있는 가장 큰 위기 중 하나이기도 하죠.

간편한 설치- 우리는 지붕에 쉽게 태양광 패널을 설치할 수 있습니다. 그렇게 되면 집에서 태양 에너지를 전기 에너지로 변화시켜 우리가 쓰는데에 하루 정도밖에 않 걸릴 것입니다. 그러나 지붕의 기울기와 패널의 설치 방향에 따라 패널로부터 얼마나 많은 에너지를 얻을 수 있을지 설치전에 많은 고려를 해봐야 합니다.

태양광 발전의 단점은 어떤 것일까요?

우리집에 태양광 발전 시스템을 설치하게 되면 분명히 많은 환경적으로나 금전적으로 많은 이점이 있지만, 먼저 설치하기 전에 고려해야 할 몇 가지 사항이 있습니다.

합리적인 가격- 태양에너지를 사용하는 것은 우리집의 전기 요금을 절감하는데 많은 도움이 되지만, 패널 구입 및 설치에 초기 투자금이 많이 듭니다. 하지만 정부에서 일부 보조금을 지원해주기 때문에 부담은 조금 줄어들지만, 초기 투자금 대비 이익을 잘 검토해서 설치해야 합니다.

날씨 의존성- 태양광 발전 시스템은 흐린 날에도 전기를 생산해내지만, 태양광 발전 시스템은 해가 쨍쨍할 때 최대의 효율을 얻을 수 있습니다.

미학- 많은 사람들은 패널이 지붕 위에 있는 모습이 마음에 들지 않는다고 생각하지만, 요즘에는 지붕 타일과 같은 모습으로 지붕 자체에 설치를 해서 미관상으로도 더 보기 좋게 만들고 있습니다. 디자인도 점점 현대화되고 있고, 지붕 타일과 잘 어울려서 더 자연스러워 보이게 발전하고 있습니다.

태양 에너지는 우리의 집이 더 푸르고, 더 지속 가능하고, 탄소를 낮출 수 있도록 도와주기도 하면서 전기요금을 절감시킬 수 있습니다. 태양광 패널로 집에 전력을 공급하는 것이 화석 연료를 사용하는 것보다 환경에 더 이바지할 수 있습니다. 또한 생산된 전력을 배터리에 저장함으로써 우리가 전기를 쓰고 싶을 때 쓸 수 있게 된 것은 태양광 패널이 우리에게 주는 가장 큰 이점이 아닌가 생각됩니다. 이것은 나라에서 공급되는 전기를 덜 쓰게 되는 것이고, 전기요금을 절약하는데 있어서 큰 도움이 되며, 정전이 됐을 경우에도 우리집은 전기를 계속 쓸 수 있습니다. 태양광 같은 재생 에너지는 우리가 더 풍요로운 삶을 살기 위해 많은 곳에서 활용되고 있으며, 태양광과 배터리는 미래에도 더욱 발전되서 화석연료를 덜 사용하게 해주는 핵심 에너지가 될 것이 분명합니다.