태양열 통근 차량을 만들기 위한 광속 경쟁 속으로

브리지스톤 월드 솔라 챌린지는 타이어가 녹고 가스가 튀는 전형적인 자동차 경주가 아닙니다. 아스팔트 타원 주변을 스로틀 크랭크로 회전시키는 대신 호주 아웃백을 통과하는 친환경적인 지구력 테스트입니다.

실험적인 프랑켄 기계는 4일 동안 주로 태양 에너지를 사용하여 다윈에서 애들레이드까지 2,000마일을 이동합니다. 대부분의 차량은 뾰족한 포뮬러 원 레이서처럼 보이지 않습니다. 태양 광선을 타고 달리도록 설계된 차량 중 일부는 화성에서 사용할 수 있는 호버크라프트와 비슷하고 다른 차량은 네 개의 바퀴가 달린 태양광 팝 타르트처럼 보입니다.

몇 년 전, 월드 솔라 챌린지(World Solar Challenge)에서 우승한 자동차에 관한 호기심은 가끔 트위터 피드를 통해 번쩍이는 괴상한 이야기였습니다. Lightyear One과 같은 거리에서 합법적인 태양열 구동 차량이 출시되면서 소노스 Motors의 Sion은 물론 Toyota 및 Kia 테스트 패널 통합과 같은 기존 플레이어와 함께 세계 최대의 태양광 자동차 회사가 되기 위한 새로운 경쟁이 시작되었습니다.

Sunray가 추진하는 세단형 자동차에는 회의적인 사람과 비방하는 사람도 많습니다. Carnegie Mellon 대학의 차량 전기화 그룹 이사인 Jeremy Michalek 교수는 태양광 패널이 값비싼 마일을 얻는 방법. 전기 전사 엘론 머스크가 푸푸푸우 개념: “태양광을 설치하기 가장 효율적인 곳은 자동차입니다.”

자동차의 아키텍처를 다시 생각하다

Arjo van der Ham은 네덜란드 아인트호벤 공과대학의 전기공학 3학년 학생이었습니다. 학교의 스피드 스케이팅 클럽인 Lex Hoefsloot는 World Solar에 참가하기 위해 자신이 구성하고 있던 팀에 합류하는 것에 대해 만나자고 요청했습니다. 도전. Van der Ham은 석사 학위에 집중하고 프로젝트를 경계했습니다. 그러나 첫 번째 회의에서 동료 엔지니어들은 제안된 차량에 대한 다이어그램을 그리기 시작했고, 그날 밤 집에 도착했을 때 후배는 매료되었습니다.

2012년 말부터 2013년 초까지 네덜란드 대학의 학생 20명이 우주 시대의 아이스크림 샌드위치처럼 보일 정도로 평평한 차량을 설계하고 제작했습니다. 10월 레이스에서 아인트호벤 팀은 웨일즈와 독일에 이어 3위를 차지했습니다. 하지만 크루저급 부문에서는 심사위원들이 디자인과 실용성을 고려한 끝에 아인트호벤을 종합 우승자로 선언했습니다.

Hoefsloot는 더 큰 상금을 염탐하고 van der Ham을 최고 기술 책임자로 삼아 Lightyear 태양광 회사를 설립했습니다. 7년 후, 팀은 배운 내용을 아이스크림 샌드위치라기보다는 초고속 열차의 매끈한 전면에 더 가까운 프로토타입으로 만들었습니다. 2021년 말에 시장에 출시되면 약 165,000달러의 비용이 들 것으로 예상됩니다. 지금 예약하세요 환불 가능한 $4,000를 내림으로써). 보다 저렴한 "Tesla Model 3" 스타일 버전은 몇 년 후에 출시될 예정입니다. 일을 진행하기 위해 Lightyear는 3천만 달러를 모았고 120개의 사전 주문을 받았으며 라스베거스의 CES에서 스위스 다보스의 세계 경제 포럼까지 데모 자동차를 선보였습니다.

그렇다면 Lightyear One 자동차 팀의 팀은 머스크가 모르는 태양열 모터에 대해 무엇을 알고 있습니까? “엘론이 오늘 그 결정을 다시 생각해 보고 자신의 자동차 아키텍처를 처음부터 다시 만들 수 있는 기회를 얻었다면 [Tesla의 초기 모델이 설계되었던] 2004년 대신에 오늘날 그는 다른 결론을 내릴 것입니다.”라고 van der는 말합니다. 햄. "태양광 자동차는 Lightyear에 적합합니다. 왜냐하면 우리는 처음부터 아키텍처를 구축하기 때문입니다."

Lightyear의 가장 중요한 혁신의 대부분은 태양광 패널을 부착하고 배터리를 설치하기 전에 발생합니다. Lightyear One은 5명이 탑승할 수 있지만 무게는 2,500파운드에 달합니다. 프리우스는 3,375파운드로 저울을 기울입니다. Tesla Model 3의 가격은 3,500에서 4,100 사이입니다.

Van der Ham은 Lightyear One이 다른 자동차에 비해 무게 이점이 있는 점에 대해 “정말, 정말, 먼저 기본 사항을 살펴봐야 합니다.”라고 설명합니다. “이것이 바로 아키텍처에서 가장 큰 변화를 가져올 곳입니다. 기술의 세부 사항은 아닙니다.”

새로운 테스트와 오래된 특수효과 집중 조명

크고 작은 다른 회사들도 한동안 태양광 발전에 손을 대고 있었습니다. 2010년부터 2015년까지 Toyota는 가죽 시트와 원격 제어 에어컨이 포함된 Prius의 옵션 럭셔리 패키지의 일부로 미국에서 태양광 지붕을 제공했습니다. 해당 기간 동안 약 95,000명의 미국 고객이 옵션 패키지를 구입했습니다. 2019년 12월부터 이 회사는 지붕에 태양광 패널을 장착한 신형 프리우스 PHV를 일본과 유럽에서 4,500대 판매했습니다. 160와트 생성 - 보조 전원을 공급하기에 충분하지만 차량을 상당한 마일 동안 움직이지는 않습니다(해당 옵션은 현재 우리를.).

토요타는 최근에 프리우스 프로토타입 860와트를 생성할 수 있는 고효율 Sharp가 제작한 태양전지 셀을 사용하면 하루에 25마일 이상을 주행할 수 있는 충분한 전력을 얻을 수 있습니다. 새 버전은 또한 셀 적용 범위를 지붕에서 후드, 후면 해치 도어 및 트렁크 스포일러까지 확장합니다. Toyota는 테스트에 대해 많은 소란을 피웠지만, 보다 친환경적인 모델이 시장에 출시될 것이라는 확고한 계획 없이 검토 기간은 2020년 2월까지 연장되었습니다. 일본 회사가 자동차에 전력을 공급하기에 충분한 태양광 패널을 갖춘 전기 자동차나 하이브리드를 추진한다면 하이브리드 시장 점유율은 이미 어떤 스타트업보다 큰 이점을 제공합니다. Toyota는 용량이 제한된 차량을 포함하여 태양열 차량 마케팅 측면에서 자동차 회사 중 가장 많은 경험을 보유하고 있습니다.

기아/현대, 쏘나타 및 옵티마 하이브리드 모델에 태양광 지붕(약 1,000달러) 옵션 판매 한국에서는. 회사는 해외 시장에서 업그레이드를 제공할 계획을 가지고 있지만 담당자는 구체적인 내용을 밝히지 않을 것입니다. 최적의 조건에서 지붕은 차량에 연간 약 800마일을 더 제공합니다.

Van der Ham은 Lightyear의 통합과 비교하여 쏘나타의 태양광 지붕을 일종의 노력으로 지적합니다. 그가 약속한 것 중 하나는 San과 같이 안개가 자욱한 도시에서도 태양전지를 통해 연간 8,300마일을 얻을 수 있다고 약속합니다. 프란시스코. Lightyear의 장점 중 상당 부분은 탄소 섬유 복합재로 제작된 본체의 무게에 있습니다. 알루미늄은 강철인 쏘나타와 같은 보다 전통적인 자동차(고강도, 상대적으로 가벼운 강철이지만 아직).

소노모터스

독일의 Sono Motors는 태양열로 구동되는 Sion의 무게를 줄이기 위해 경량 알루미늄 프레임을 사용하고 있습니다. Lightyear가 환경을 생각하는 알파를 위한 스포티한 차량이라면 Sion은 현명하고 태양을 숭배하는 베타를 위한 저렴한 대안입니다. 박시한 블랙 해치백은 경사진 전면과 혼다 핏을 연상시키는 해치백을 갖췄으며, 블랙 색상 1가지로만 출시된다. 자동차의 많은 기능과 마찬가지로 그 선택은 프로젝트에 자금을 지원하는 커뮤니티에 의해 결정되었습니다.

10,000명 이상의 사람들이 구매 가격 $28,000에 대해 환불 가능한 $550를 지불하여 Sion을 선주문했습니다. 배송은 2022년 초 예정이다. 그것은 학생이었을 때 프로젝트를 시작했지만 아직 공식적인 프로토타입도 만들지 않은 창립자들에 대한 많은 믿음입니다. 그들이 둘러본 차량은 태양광 패널이 있는 위치를 거의 가리지 않으며 심지어 BMW 스티어링 칼럼(나중에 독점 차량으로 교체 예정)까지 갖추고 있습니다. 생산 차량이 전륜 구동인지 후륜 구동인지와 같은 다른 결정은 아직 확정되지 않았습니다. 개발에 대한 이러한 개방적인 접근 방식은 최근 Sono에 도움이 되었습니다. 크라우드펀딩 5500만 달러 프로토타입을 제작하고 자동차를 시장에 출시하는 데 도움을 줍니다.

Sono는 태양 에너지가 Sion을 하루 10마일 동안 추진할 것이라고 약속하는데, 이는 별 것 아닌 것처럼 보일 수도 있지만 이는 전형적인 독일 통근자가 하루에 운전하는 거리에 해당한다고 회사 담당자는 말합니다. 배터리 저장소는 최대 200~250마일 범위까지 충전이 가능합니다. 다른 실용적인 기능으로는 앞좌석과 뒷좌석을 내려 8피트의 객실 수납공간을 만드는 기능과 섹션을 포함합니다. 사용자가 가전제품을 연결할 수 있는 전면 범퍼 충전 포트(캠핑 중에 스무디를 블렌딩해야 하는 경우)

태양광 자동차를 만드는 것은 쉽지도, 저렴하지도 않습니다

태양광 자동차 세계에 미국의 독창성이 결여된 것처럼 보인다면 그것은 완전히 사실이 아닙니다. Ford는 2014년 CES에서 C-MAX Solar Energi 컨셉트카를 선보였지만 그 이후로는 별다른 소식이 없습니다. 미시간 대학교는 여러 전국 대회에서 우승하고 2019 브리지스톤 월드 솔라 챌린지(Bridgestone World Solar Challenge)에서 3위를 차지한 세계 최고의 태양광 자동차 경주팀 중 하나를 보유하고 있습니다.

미시간 경주팀의 교수 고문인 Neil Dasgupta 교수는 태양광 에너지와 배터리에 초점을 맞춘 연구실을 운영하고 있으며 태양광 자동차 회사들은 몇 가지 절충안을 놓고 씨름할 것이라고 말했습니다.

우선, 태양광 자동차를 만드는 것은 저렴하지 않습니다. 물론 태양전지와 배터리도 있다. 다음으로 Lightyear와 University of Michigan이 자동차 무게를 줄이기 위해 채택하고 있는 탄소 섬유 복합 차체가 있습니다. 탄소 섬유 복합재 1파운드는 상당히 많은 비용이 든다고 Dasgupta는 설명합니다. 좋은 소식은 상대적으로 가벼운 소재가 놀라울 정도로 안전할 수 있다는 것입니다.

“경주용 자동차 운전자들은 시속 100마일로 달리다가 사고가 났을 때 걸어 나옵니다”라고 교수는 말합니다. “그 자동차들은 부분적으로 탄소섬유 복합재로 만들어졌습니다. 실제로 강철 기반 자동차보다 더 안전할 수 있습니다.” 많은 자동차 제조업체는 다음의 잠재력을 보고 있습니다. 재료로 몸체를 만들지만 비용을 낮추려면 더 많은 연구와 개발이 필요합니다. 태양전지, 극도로 효율적인 배터리, 탄소섬유 복합 차체를 갖춘 태양광 자동차를 만드는 스타트업은 여전히 ​​수익성이 있어야 합니다.

Dasgupta는 “제조 비용을 합당한 수준까지 낮출 수 있는지 여부가 스타트업 회사의 성공 또는 실패를 결정합니다.”라고 말합니다. 현재 기술을 고려할 때 그는 앞으로도 태양열 구동 픽업트럭이나 SUV가 많이 나올 것이라고 기대하지 않습니다. 패널을 위한 추가 공간은 일반적으로 더 무거운 차량에 오랫동안 전력을 공급하기에 충분하지 않기 때문입니다. 거리. 신형에 제공되는 태양광 지붕 피스커 SUV예를 들어, 자동차에 연간 1,000마일만 추가됩니다.

Sion은 이미 시중에 나와 있는 일부 자동차 부품을 활용하여 비용을 낮추려고 노력하고 있습니다. 또한 회사는 자동차 조립 라인을 재고하여 생산 중 과도한 에너지 사용을 제한하려고 노력하고 있습니다. 예를 들어, 차체 패널은 에너지와 생산 비용을 절약하기 위해 도색 대신 색상을 주입합니다.

교훈

Van der Ham은 Tesla의 성장을 보면서 배운 교훈 중 하나가 사내에서 너무 많은 일을 하려고 하지 않는 것이 중요하다는 점이라고 말합니다.

“우리는 파트너십 회사입니다.”라고 그는 설명합니다. "Lightyear의 기본 아이디어는 기존 물건과 인프라를 최대한 활용하는 것입니다." 자동차의 태양광 패널은 캘리포니아주에서 제조됩니다. 썬파워, 예를 들어.

"우리는 패널을 정말 효율적으로 만들기 위해 몇 가지 트릭을 사용합니다."라고 그는 패널이 그늘에 있거나 새똥으로 덮여도 전체 충전 속도가 느려지지 않도록 하는 설계를 포함하여 말합니다.

패널, 배터리 및 본체의 최적화로 Lightyear One은 Tesla Model S보다 두 배 더 효율적입니다. 실제로 팀은 Elon Musk의 Model 3에 태양광 패널을 장착했을 때의 영향을 분석하고 Lightyear One의 경우 연간 8,000마일이 추가되는 데 비해 연간 3,000마일만 추가될 것이라고 계산했습니다.

"그런 의미에서 나는 Elon의 의견에 동의합니다"라고 Van der Ham은 말합니다. "지금 Model 3에 태양광 패널을 장착한다고 해서 그다지 추가되는 것은 없습니다."

새로운 태양광 자동차를 몇 년 동안 기다릴 수 없다면 직장을 그만두고 1988년형 자동차를 개조한 유튜버 Bryce & Courtney의 프로젝트를 확인해 보세요. 닷지 램 밴 지붕에 태양광 패널이 달린 캠핑카를 타고 미국 전역을 여행했습니다. 새로운 태양광 차량에 쓸 165,000달러가 없나요? 약 1,000달러에 현재 자동차 상단에 패널 두 개를 볼트로 고정하기만 하면 됩니다.

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