솔라카

Solar car
2009년 세계 솔라 챌린지 우승자인 도카이 챌린저는 2998km 레이스에서 평균 100.5km/h(62mph)의 속도를 냈다.
2022년에 생산될 예정인 광년 1호

태양광 자동차는 공공 도로나 경주장에서 사용되는 태양열 자동차이다.태양광 자동차는 태양광으로부터 스스로 전력을 공급하기 위해 자가 저장 태양 전지를 사용하는 전기 자동차이다.태양열 자동차는 일반적으로 태양 전지의 에너지를 조절하고 저장하며 제동 중에 차량에서 운동 에너지를 포착하는 데 도움이 되는 충전식 배터리를 포함합니다.일부 태양광 자동차는 배터리를 충전하는 데 사용되는 햇빛의 힘을 보충하기 위해 외부 전원에 연결할 수 있다.

태양광 자동차는 항공우주, 자전거, 대체 에너지 및 자동차 산업에서 일반적으로 사용되는 기술을 결합합니다.태양광 자동차의 디자인은 항상 에너지 효율을 강조하여 햇빛으로부터 받을 수 있는 제한된 양의 에너지를 최대한 활용한다.대부분의 태양광 자동차는 태양광 자동차 경주 목적으로 만들어졌다.하지만 공공 도로에서 사용하기 위해 설계된 태양열 자동차의 몇몇 프로토타입이 설계되고 제작되었다.2021년 12월 현재 태양광 자동차는 생산되지 않았지만 2022년부터 생산에 들어갈 예정이다.세계에는 일반적으로 대학 팀과 회사 팀이 참가하는 다양한 태양광 자동차 대회가 있다.가장 주목할 만한 대회는 World Solar Challenge로 호주에서 열리는 국제 대회이다.다른 대회로는 American Solar Challenge와 United Solar Challenge가 있다.

태양광 자동차는 태양 전지 (PV 셀)를 사용하여 태양광을 전기로 변환하는 태양 전지 (PV 셀)에 의존합니다.태양에너지를 열로 변환하는 태양열 에너지와 달리, PV셀은 햇빛을 [1]전기로 직접 변환한다.태양광(사진)이 PV셀에 닿으면 전자를 자극해 전류가 흐르게 한다.PV셀은 실리콘과 같은 반도체 재료와 인듐, 갈륨, 질소의 합금으로 만들어진다.결정성 실리콘은 가장 일반적으로 사용되는 물질이며 효율률은 15~25%입니다.

역사

최초로 발명된 태양열 자동차는 제너럴 모터스 직원인 윌리엄 G. 콥이 만든 15인치 소형 차량이다.선모빌로 명명된 그는 1955년 시카고 파워아마 컨벤션에서 전시했다.그것은 12개의 셀레늄 광전지와 작은 전기 [2]모터로 구성되었다.

솔라 어레이

태양 전지 어레이는 수백 개의 태양 전지로 구성되어 햇빛을 전기로 변환합니다.어레이를 구성하기 위해 PV 셀을 함께 배치하여 모듈을 형성하고,[3] 모듈을 함께 배치하여 어레이를 형성합니다.사용 중인 어레이의 크기는 2kW(2.6hp)를 넘을 수 있습니다.

셀, 모듈 및 어레이

태양 어레이는 6가지 방법으로 장착할 수 있습니다.

  • 수평의이 가장 일반적인 배치는 저위도 또는 고위도 여름의 대부분의 시간 동안 대부분의 전체적인 동력을 제공하며 바람과의 상호작용을 거의 제공하지 않는다.수평 어레이는 통합 가능하거나 자유로운 캐노피 형태로 만들 수 있습니다.
  • 수직의이러한 배치는 때때로 [4]풍력 에너지를 이용하기 위한 자유 입식 또는 통합 돛에서 발견됩니다.유용한 태양 에너지는 차량이 올바른 방향을 가리키고 있을 때, 아침, 저녁 또는 겨울로 제한됩니다.
  • 조정할 수 있습니다.자유 태양 어레이는 종종 태양이 낮고 옆으로 잘 쏠릴 때 힘을 증가시키기 위해 이동 축을 중심으로 기울일 수 있습니다.다른 방법은 주차 시 차량 전체를 기울이는 것입니다.2축 조정은 공기역학적 저항이 도로 차량보다 덜 중요한 해양 차량에서만 볼 수 있습니다.
  • 내장되어 있습니다.어떤 차량들은 태양 전지로 이용 가능한 모든 표면을 덮는다.일부 셀은 최적의 각도에 있는 반면 다른 셀은 음영 처리됩니다.
  • 트레일러.태양광 트레일러는 자전거와 같이 안정성이 거의 없는 기존 차량을 개조하는 데 특히 유용합니다.일부 트레일러에는 배터리가 포함되고 다른 트레일러에는 구동 모터도 포함됩니다.
  • 차량 대신 정지된 위치에 솔라 어레이를 장착함으로써 전력을 극대화하고 저항을 최소화할 수 있습니다.그러나 가상 그리드 연결은 실제 태양광 차량보다 더 많은 전기 손실을 수반하며 배터리는 더 커야 한다.

태양광 어레이 지오메트리의 선택은 출력, 공기역학적 저항 및 차량 질량 사이의 최적화와 더불어 실질적인 고려사항이 수반됩니다.예를 들어, 자유로운 수평 캐노피는 일체형 셀이 있는 차량의 2~3배 표면적을 제공하지만 셀의 냉각과 라이더의 음영을 개선합니다.얇고 유연한 태양열 어레이도 개발 중입니다.

태양광 자동차의 태양광 어레이는 고정된 태양광 어레이와 매우 다르게 장착되고 캡슐화됩니다.태양광 자동차의 태양광 어레이는 보통 산업용 양면 접착 테이프를 사용하여 차체에 직접 부착됩니다.어레이는 Tedlar의 얇은 레이어를 사용하여 캡슐화됩니다.

일부 태양광 자동차는 갈륨 비소 태양 전지를 사용하며 효율은 약 30%이다.다른 태양광 자동차들은 실리콘 태양 전지를 사용하며 효율은 약 20%이다.[5]

배터리

일반적인 태양광 자동차의 배터리 팩은 햇빛 없이 400km(250마일) 주행할 수 있으며, 97km/h(60mph)의 속도로 계속 주행할 수 있습니다.

모터

태양광 자동차에 사용되는 모터는 일반적으로 약 2~3마력의 [6]출력을 발생시키지만, 실험용 경형 태양광 자동차는 일반적인 가정용 자동차와 같은 속도(160km/[7]h)에 도달할 수 있습니다.



레이스

주요 기사:태양광 자동차 경주
2005년 북미 솔라 챌린지에서 미시간 대학과 미네소타 대학에서 출발한 태양광 자동차들이 결승선을 향해 서쪽으로 향하고 있다.

태양광 자동차 경주에는 세계 솔라 챌린지와 미국 솔라 챌린지가 있는데, 이는 다양한 대학과 기업 팀이 겨루는 육상 도로 랠리 스타일의 경기입니다.

World Solar Challenge는 3,000 킬로미터(1,900 mi)의 거리를 가로질러 호주 대륙을 횡단하기 위해 경쟁하는 전 세계 선수들로 구성되어 있습니다.차량의 속도는 꾸준히 빨라지고 있다.예를 들면, 2005년 레이스 참가자의 고속화로 인해, 2007년 레이스와 2014년 레이스부터 태양광 자동차의 룰이 변경되었다.

이전에 '북미 솔라 챌린지'와 '선레이스 USA'로 알려진 미국 솔라 챌린지는 주로 미국과 캐나다에서 일정 간격으로 경쟁하는 대학 팀들을 특징으로 한다.이 경주는 또한 규정 속도 제한에 도달한 팀들로 인해 가장 최근의 경주에 대한 규칙도 바꿨다.가장 최근의 American Solar Challenge는 2018년 7월 6일부터 22일까지 네브래스카 주 오마하에서 오리건 [8]주 벤드까지 열렸다.Dell-Winston School Solar Car Challenge는 고등학생을 대상으로 매년 개최되는 태양광 자동차 경주입니다.이 행사는 전 세계에서 온 팀들을 끌어모으지만, 대부분 미국 고등학교에서 온 팀들을 끌어당긴다.이 경주는 1995년에 처음 열렸다.각 이벤트는 윈스턴 솔라카 팀이 시작한 2년간의 교육 사이클의 최종 산물입니다.홀수 연도에는 텍사스 라운드 록에 있는 델 다이아몬드에서 시작되는 로드 코스입니다.코스 종료는 매년 다릅니다.짝수 해에, 이 경주는 텍사스 모터 스피드웨이 주변의 트랙 경주입니다.델은 2002년부터 이 이벤트를 후원하고 있습니다.

이 차의 꼭대기에 퍼진 태양 전지는 전기 모터를 작동시키기에 충분한 에너지를 생산한다.

남아프리카 솔라 챌린지는 남아프리카 전역에서 매년 2주씩 열리는 태양광 자동차 경주입니다.팀들은 그들만의 자동차를 만들고, 그들만의 엔지니어링 시스템을 설계하고, 태양 전지 자동차들이 본 가장 힘든 지역을 통과해서 같은 기계들을 경주해야 할 것이다.2008년 대회는 이 행사가 대중의 관심을 끌 수 있고 FIA로부터 필요한 국제적 지원을 받을 수 있다는 것을 증명했다.9월 하순, 모든 참가자는 프리토리아에서 출발하여 N1호선을 통해 케이프타운으로 이동한 후, 해안을 따라 더반까지 운전하여 10일 후에 프리토리아의 결승선으로 돌아오는 길에 급경사를 오를 것입니다.2008년에는 국제 솔라카 연맹(ISF), 국제자동차연맹(FIA), 세계야생생물기금(WWF)이 이 3개 기관의 승인을 받은 최초의 태양 레이스가 되었습니다.

스즈카, 파에톤, WGC(WSR/JISFC/WSBR), 대만의 세계 솔라 랠리와 같은 다른 장거리 레이스가 있다.스즈카와 WGC는 일본에서 매년 열리는 육상 경기이며 파에톤은 2004년 올림픽 직전에 그리스에서 열린 문화 올림피아드에 참가했다.

속도 기록

HMAS 알바트로스에서 속도 기록을 시도하는 동안 Sunswift IV와 제어 차량.

기네스북은 태양 전지판만으로 움직이는 자동차의 육상 속도 기록을 인정한다.이 기록은 현재 아시야 [9]대학의 스카이 에이스 TIGA가 보유하고 있다.최고 시속 91.332km(56.75mph)는 2014년 8월 20일 일본 오키나와 미야코지마 시모지시마 공항에서 수립된 기록이다.이전 기록은 New South Wales 대학이 Sunswift IV로 보유하고 있었다.25kg(55파운드) 배터리를 분리해 태양광 [10]패널로만 구동했다.2011년 1월 7일 노우라의 해군 공군기지 HMAS 알바트로스에서 88.8km/h(55.2mph)의 기록이 수립되어 제너럴 모터스 자동차 선레이서가 보유하고 있던 시속 78.3km(48.7mph)의 기록을 깼다.기록은 500미터(1,600피트)의 거리를 비행하며, 반대 방향으로 2회 주행한 평균 기록이다.

공용차

다음 항목도 참조하십시오.태양광 자동차 시제품 목록
시온 패밀리카의 원형입니다.

최초의 태양광 패밀리 자동차는 [11]2013년에 만들어졌다.케이스 웨스턴 리저브 대학의 연구원들은 또한 태양 [12]전지판에 사용되는 물질 때문에 더 빨리 충전할 수 있는 태양열 자동차를 개발했다.

중국 태양광 패널 제조업체인 한너지는 리튬이온 배터리를 장착한 태양광 자동차를 만들어 [13][14]중국 소비자들에게 판매할 계획이다.Hanergy는 5~6시간의 햇빛이 자동차의 박막 태양전지가 하루에 8-10킬로Wh의 전력을 발생시켜 태양광 발전만으로 [15]약 80킬로미터를 주행할 수 있도록 할 것이라고 말한다.최대 범위는 약 350km(217mi)입니다.

2019년 6월에는 태양광 광년 1호가 발표되었습니다.테슬라와 페라리 출신의 전직 엔지니어들이 디자인한 이 차의 후드와 지붕은 태양 전지판으로 구성되어 있다.이 차량은 또한 급속 [16]충전소뿐만 아니라 일반 전력으로도 충전됩니다.2021년 9월, Lightyear사는 2022년에 [17]첫 번째 유닛을 납품하기 위해 149,000유로의 제한된 생산에 필요한 자금을 조달했다고 보고되었습니다.

Aptera 태양광 발전 EV의 첫 시제품

2019년 8월, Aptera Motors는 최대 1,000마일의 [18][19]주행거리를 가진 태양열로 매우 효율적인 "Never Charge" EV인 Aptera에 대한 자금 지원 캠페인을 발표했습니다.이 자금 조달 캠페인은 성공적이었고 Aptera 시제품이 공개되었고 EV는 2020년 [20]12월 4일에 출시되었습니다.

2020년 7월, 독일 자동차 메이커인 아우디는, 동사의 독자 사양의 경량 플렉시블 패널을 자동차 부품에 짜넣는 개발 계획에 대해서, 이스라엘의 스타트 업인 아폴로 파워와 MOU를 체결했습니다.아폴로 파워의 의제는 세상의 모든 자동차를 솔라로 바꾸는 것이다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Pimentel, D. "Renewable Energy: Economic and Environmental Issues"". Archived from the original on 2020-09-24. Retrieved 2011-01-28.
  2. ^ [h/first-solar-car.htm "History of the Solar car"]. Automo Story 386N. Arrowhead Avenue San Bernardino, CA 92415. Retrieved 2018-02-22. {{cite web}}:확인. url=값(도움말)
  3. ^ Lynch, J., 태양광 발전
  4. ^ The Leading Edge, Tamai, Goro, Robert Bentley, Inc., 1999, 페이지 137
  5. ^ "The Solar Car". Vanguard News. 2014-03-03. Retrieved 2022-06-17.
  6. ^ "Why Not a Practical Solar Powered Car?". Welweb.org. Retrieved 2017-12-11.
  7. ^ 투어 중 가장 빠른 태양열 자동차
  8. ^ "American Solar Challenge 2018". 23 October 2017.
  9. ^ "Fastest solar-powered vehicle". Guinness World Records. 2014-08-20. Retrieved 2017-12-11.
  10. ^ 세계에서 가장 빠른 태양열 자동차가 기네스 세계 기록을 깼다.
  11. ^ "Student team unveils world's first solar-powered family car". Tue.nl. Retrieved 2017-12-11.
  12. ^ "Tiny solar cells could soon charge electric vehicles while on the road". Gizmag.com. 2015-08-29. Retrieved 2017-12-11.
  13. ^ "Hanergy Unveils Solar-Powered Cars to Expand Use of Technology". Bloomberg. 2016-07-02. Retrieved 2017-12-11.
  14. ^ Tycho De Feijter. "Hanergy Launches Solar Powered Cars In China". Forbes.com. Retrieved 2017-12-11.
  15. ^ "Hanergy unveils solar powered "zero charge" EVs". RenewEconomy. 2016-07-04. Retrieved 2017-12-11.
  16. ^ "The Lightyear One is a long-range solar-powered EV". 26 June 2019.
  17. ^ Lightyear가 1억1000만달러 조달하여 17만달러의 '솔라' 전기차를 시장에 내놓다 - Electrek (표준)
  18. ^ Voelcker, John (2019-08-28). "Exclusive: 3-Wheeled Aptera Reboots as World's Most Efficient Electric Car". IEEE Spectrum. IEEE. Retrieved 2020-01-20.
  19. ^ "Aptera Motors Corp. Electric Vehicles". Aptera. Aptera Motors Corp. Retrieved January 4, 2020.
  20. ^ Hardwick, Sarah (2020-12-04). "Aptera Reveals First Never Charge Solar Vehicle". Aptera_Motors. Retrieved 2020-12-06.

외부 링크

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