스스로 발전하는 전기자동차! Energy Independent Vehicles!

스스로 발전하는 전기자동차! Energy Independent Vehicles!

 현재 세계의 많은 나라와 기업들은 전기자동차의 보급화에 많은 힘을 쏟고 있다. 모두가 알고 있다시피 전기자동차가 급부상하게 된 가장 큰 이유는 자동차가 ‘친환경’적이라는 것이다. 그 이외에 연비와 적은 소음, 구조적 장점 등 전기자동차 보급화 추진에 힘을 실어주는 여러 이유가 있다.

[그림 1. 전기자동차와 일반 자동차의 비교]

출처: 조선닷컴 인포그래픽스

 

 그럼에도 불구하고 많은 소비자는 전기자동차 구입을 고민하게 된다. 위 그림에 나와 있듯이 아직까지 해결되지 못한 여러 문제점들이 있기 때문이다. 어떤 이유들이 있을까?

① 원활하지 못한 충전 인프라

 한국주유소 협회와 환경부에 따르면 단순히 숫자 비교만 해봐도 주유소는 전국 약 12,000여 곳, 전기자동차 충전소는 1,406곳으로 비교하기도 민망할 정도로 그 숫자가 차이 난다. 자동차를 타고 목적지로 향하는 길목에 충전소가 없고, 충전을 위해 30분 이상 매번 돌아가야 한다면 너무나 불편할 것이다.

② 상대적으로 ‘너무’ 긴 충전시간

 위의 그림에는 급속충전을 기준으로 충전시간이 나와 있다. 급속충전일 때 30분인 충전시간이 완속 충전이 되면 3~5시간이다. 다들 주유소에서 주유하면서 낮잠을 잔 경험이 있는가? 전기차를 완속으로 충전하면 운전자는 충전 이외에 할 일을 많이 준비해야 할 것이다.

③ 주행거리

 마지막으로 가장 큰 문제점인 주행거리다. 긴 말이 필요 없다. 가뜩이나 밥 짓는 시간도 오래 걸리는데 시도 때도 없이 밥을 해달라고 조르면 운전자는 결국 인내심에 한계를 느낄 것이다.

 

전기자동차의 주행거리를 늘려주는 기술들

 그래서 오늘 소개할 것은 시도 때도 없이 밥해 달라는 자동차가 스스로 밥해 먹을 수 있게 하여 좀 더 오래 달릴 수 있게 하는 기술들이다. 시장조사 전문기관 IDTechEx는 이렇게 스스로 전기를 발전하여 주행거리를 늘리는 자동차를 Energy Independent Vehicle이라고 소개하였다. 가장 이상적인 경우는 필요한 전력을 모두 스스로 생산해내는 진정한 Energy Independent Vehicle이지만, 현재 현실에서는 힘들다. 이번 기사에서는 아래 그림에 나와 있는 기술들 중 기술발전에 의해 실현 가능한 기술 2가지를 소개해보려 한다.

  

[그림 2. Energy Independent Vehicle]

출처 : IDTechEx

① 서스펜션에서의 발전

 자동차에는 타이어 4개가 있다. 서스펜션은 각 타이어마다 지면으로부터 자동차에 오는 충격을 흡수하는 완충제 역할을 한다. 서스펜션은 자동차가 달리는 동안 쉴 새 없이 상하운동을 하게 된다. 상하운동이 진행되는 동안 아래 그림에서 보이는 Linear Generator에서 전기가 발전되고 발전된 전기가 배터리로 전해져, 전기자동차의 주행거리가 증가한다.

 

[그림 3. 서스펜션 구조 및 Linear Generator]

출처: 참고문헌

 

② 차량의 지붕 위에서의 태양광 발전

 최근 파나소닉 측에서 자동차에 탑재 가능한 태양광 모듈이 개발되었고 테슬라 사에 공급할 예정이라고 발표하였다. 기존의 태양광 모듈은 그 무게가 무거워 오히려 연비를 줄인다는 단점이 있었는데, 파나소닉은 이를 해결한 모듈을 개발하였고 테슬라 사에서는 태양광 지붕을 탑재한 자동차 옵션을 추가한다고 발표하였다.

[사진 1. 차량의 지붕 위의 태양광 모듈]

출처: 모터로이드

 여러 기술들 중에 그 효과가 가장 큰 기술 2가지를 소개했다. 위에 제시한 기술들은 에너지 하베스팅 및 태양광에너지를 활용하여 전기자동차의 주행거리를 늘려주는 기술이다. 이는 전기자동차의 활성화와 장점을 극대화해줄 수 있다. 아래는 이런 기술들의 핵심 컨셉 그래프이다. 기술이 발전하면 언젠가는 충전이 필요 없는 '진짜' 에너지 독립 자동차가 나오지 않을까 기대해본다.

 

 

 [그래프 1. Energy Independent Vehicle의 컨셉]

 

 

참고문헌

1. 영남대학교 기계공학과 – 최지현, 김진호 / ㈜한국리드 – 신두범 [차량 주행시 진동에너지 하베스팅을 위한 현가장치 선형 발전기 시스템의 설계]