WSC에서 백호의 포효를 보여주겠다. 국민대학교 태양광자동차제작 동아리 'KUST' !

WSC( World Solar Challenge)에서 '백호'의 포효를

보여주겠다! 국민대 태양광자동차 동아리'KUST' 

 국민대학교 KUST! 그들을 처음만난 것은 2012년 가을 이었다. 국내 최초로 WSC (국제 태양광 챌린지)에 참가 하겠다던 그들의 목표는 현실이 되었고, 2015년 3번째 참가 차량인 '백호'를 선보였다.  

 'KUST' 동아리는 2007년에 발족한 이래, 지속가능한 에너지를 이용하여 주행하는 자동차를 만드는 국내 최고의 친환경 자동차 동아리이다. KUST 팀원들은 전기에너지와 태양광에너지를 이용하여 주행하는 친환경 자동차를 개발, 연구, 설계할 뿐만 아니라 직접 제작한 자동차를 이용하여 수많은 국내외 대회에 참가하여 매년 우수한 성적을 이루고 있다.

 KUST는 자동차를 연구하는 동아리임에도 불구하고 학문의 경계 없이 다양한 학과 학생들이 융합되어 활동하고 있다. 또한 회장과 부회장을 필두로 회계를 담당하는 총무, 차량의 설계 및 제작을 맡고 있는 기계팀, 생산 전력의 효율적 전달 방법에 대해 연구하는 전자팀, 운영 및 홍보를 담당하는 경영팀으로 나뉘어져 있어 기술 연구와 마케팅을 효율적으로 하고 있다. 매년 우수한 성적을 거둘 수 있었던 요인은 효율적인 동아리 운영과 자동차에 대한 팀원들의 열정에서 비롯되었다고 할 수 있을 것이다.

자타공인 국내 최고의 태양광 자동차 동아리 KUST. 과연 올해에는 어떤 도전을 준비하고 있을까?

 

KUST 팀의 주요 약력

-2013 World Solar Challenge (WSC) 출전 -(2013km를 주행하며 전체 46개 팀 중 15번째 기록)

-2014 국제 대학생 창작 그린카 경진대회 출전 (대상 그랑프리)

-2014 KSAE 대학생 자작 자동차 대회참가 (전동공구 EV 부문 우승)

-2013 Korea Solar Challenge (KSC)  출전 (Solar Rally 대학생부문 금상 /동상 /디자인상) 

-2012 전국 대학생 모형 솔라카 대회 (금상)

호주 다윈에서 아델레이드까지의 3021km의 기나긴 여정! 

 WSC(World Solar Challenge)!

“World Solar Challenge(WSC)란?“

 호주에서 개최되는 세계적인 태양광 자동차대회이다. 1987년 최초로 시작되어 총 30여 년의 깊은 역사가 있으며, 2년 주기로 개최되는 대회이다. 전 세계 26개국에서 대학, 기업 등 총 47여 개 팀이 참가하고 있다.

 전 세계의 쟁쟁한 팀들이 참가하여 자체제작한 태양광 자동차를 통해 호주의 Darwin에서 Adelaide까지 3,021km를  종단하는 사막의 레이싱 대회이다. 각각의 차량은 이론적 수치인 약 10%의 에너지, 약 [4.7kwh]의 에너지를 갖고 스타트를 할 수 있다. 다른 모든 에너지는 태양이나 차량의 운동에너지로부터 얻은 것만 가능하다. 일단 참가자들이 Darwin을 출발하게 되면 오후 5시까지 주행을 할 수 있으며, 이후에는 사막에서 야영한다. 여정 중에는 7개의 의무 체크 포인트가 있으며, 각 포인트에서 팀 매니저는 트랙에서 자신 팀의 차량 위치와 날씨에 대한 최신 정보를 업로드 하게 되어있다. 또한 차량의 정비는 타이어 압력 체크, 차량 부품 세척 정도의 기본적인 정비만 가능하다.

 태양광자동차의 상용화와 화학 에너지 사용을 줄이기 위해 시작된 WSC는 현재 태양광 전지의 무한한 가능성을 증명하고 있다. 대회를 통해 참가자들은 친환경적인 솔라패널 기술과 태양광 전지의 ‘에너지 매니지먼트 기술’ 을 경쟁한다. 대회는 총 3개의 그룹으로 나뉘는데, 대학 참가부인 Challenger급, 성인 또는 아마추어 참가부인 Cruiser급, 3륜 구동 참가부인 Adventure급으로 구성된다.

 2013년 대한민국에서는 KUST가 솔라카팀을 구성하여 '독도'라는 차량으로 국내에서는 유일하게 출전하였으며, 2015년에 개최되는 WSC에서는 이전 대회를 통해 얻은 경험을 바탕으로 새로운 차량 ‘백호’로 이번 대회에 참가한다.

2015 WSC에 참가하는 태양광 자동차 '백호'는 어떤 녀석인가?

(2015 WSC 참가차량 '백호'의 모델링 사진)

특징1. 운전석 배치를 우측에 치우치게 했다는 점

 2015 솔라카 차량 백호는 이전 차량과 달리 운전석의 위치를 우측에 치우치게 설계해 전투영면적을 줄여 공기저항을 30N가량 줄였다. 이를 통해 공력특성의 최적화를 이끌어냈다.

특징2. 프레임과 외형을 한번에 합쳤다는 점

이번차량의 가장 큰 특징은 외형이 곧 프레임이자 프레임이 곧 외형이 되는 CFRP 모노코크 디자인이라는 점이다. 가격적인 면에서 고가라는 단점이 있지만 카본섬유를 강화재로 함으로써 무게는 줄이고 강성은 확보한 특이한 형태의 차량이다. 패키징에서 설계상의 실수가 있으면 그 부분을 처음부터 제작해야 한다는 단점도 있지만 이로 인해 무게는 이전 차량에 비해 약 43%가량 가벼워질 것으로 예상되며 (300Kg→170Kg) 공력과 공정만 확보한다면 최적화된 디자인이다.

특징3. 서스펜션의 암이 전방을 향하고 있다는 점

 이번 대회는 급격한 선회가 없고 온로드를 달리는 대회이기 때문에 쇽업쇼버의 위치를 전방으로 배치했다. 다시말해 위시본과 스윙암을 합친 독특한 형태의 암방식이다. 전방으로 쇼버가 위치해 있기 때문에 횡력에 대한 외부힘은 부재 강성으로 버텨야한다는 단점이 잇지만 직진성이 확보되고 차량이 컴팩트하게 빠질 수 있어 공기저항을 한층 줄일 수 있다는 장점이있다.

특징4. 랙피니언과 타이로드에 벨 크랭크를 추가한 스티어링 시스템

 기존 차량의 경우 조향축과 렉피니언을 중앙에 둔 시스템이었지만 이번 백호 스티어링 설계는 벨 크랭크를 사용함으로써 우측 조향축 사용과 새로운 방식의 서스펜션 시스템을 접목시킬 수 있다는 것이 특징이다.

특징5. 무선통신기술을 이용한 에너지 메니지먼트가 가능한점

 현재의 전력상황을 무선 통신기술을 이용해 실시간으로 전송받음으로써 에너지 관리를 효율적으로 할 수 있다. 또한 속도에 대한 정보를 운전자에게 전달해줌으로써 운전자가 드라이빙을 효율적으로 할 수 있도록 도와준다.

                          2013 차량 '독도'와 2015 차량 '백호'의 비교표

            이번 대회 '백호'의 가장큰 특징이 되는 소재 Carbon Fiber 

국민대 'KUST'의 이야기를 들어본다. 구석구석 QnA

'KUST'와 인터뷰 (KUST 회장 지승훈 군)

Q) 다루고 있는 소재가 자동차와 태양광인 만큼 제작 과정에서 경제적 부담을 느꼈을 것이라고 생각합니다. 대회에 참가하기 위한 자금을 어떻게 마련했는지 구체적으로 듣고 싶습니다.

 

A) 경제적으로 부담이 큰 대회이기 때문에 무조건적인 학교의 지원만 바라볼 상황은 아니었습니다. 팀 자체적으로 운영팀과 홍보팀을 마련했습니다. 그리고 기업에 찾아가 자동차 설계 자료, 저희팀을 지원함으로써 기업이 얻을 수 있는 효과를 브리핑한 다음, 팀이 원하는 부품과 필요한 금액을 제시하는 방법으로 기업에서 지원을 받고 있습니다.

'KUST'와 인터뷰 (WSC 프로젝트매니저 양수현군 /엔지니어링 매니저 신형섭 군)

Q) 태양광을 이용한 자동차를 제작하는 데 있어서 느끼고 있는 한계점은 무엇이며 개선하기 위해서 어떠한 기술력이 필요로 됩니까?

A) 우선, 태양광 자동차는 충전이 가능한 배터리가 추가가 되지만 순수하게 태양광만을 에너지원으로 사용합니다. 그런데 태양광을 에너지로 변환해서 쓸 때 에너지 효율이 그리 높지 않습니다. 만약 효율성이 높은 솔라 셀(solar cell)이 개발된다면 위의 문제점을 개선할 수 있을 것입니다. 두 번째로, 저희 팀에서 이번에 모노코크를 제작하는데 사실상 성형하기 전에는 섬유를 다루는 것과 같습니다. 우리나라는 일본, 유럽에 비해 이 고급 섬유를 다룰 수 있는 기술력이 약한 편입니다. 우리나라에 모노코크에 관한 기술이 많이 보급되어 기술을 개발한다면 솔라카 차체의 무게를 줄이면서 동시에 강도를 높일 수 있을 것입니다. 

Q) 태양전지 셀은 몇 개 정도 들어가야 하나요?

A) 셀은 400개정도 들어갑니다. MPPT가 3개 있고, 솔라셀 하나가 깨지면 모듈 하나 전체가 사용할수 없게 되기 때문에 세 모듈로 나누었습니다. 배터리 voltage가 102~105v 정도 돼서 솔라셀에서 MPPT를 거치면 거기에 120v가 충전됩니다. 

'KUST'와 인터뷰 (WSC 비즈니스 매니저,부회장 이성욱 군)

Q) 마지막으로 국민대 KUST의 선전을 빌며, 포부 한 말씀 부탁 드립니다.

 

A) KUST는 발족 이래로 많은 대회에서 좋은 성적을 거두었습니다. 그렇다고 단지 대회를 참여하고 성과만 좇는 팀은 아닙니다. 동아리 활동을 하는 과정에서 팀원 개개인의 역량을 기르고 대회를 축제처럼 즐길 줄 아는 즐거운 팀입니다. 앞으로 국내를 넘어 세계 무대에서 한국과 국민대를 널리 알릴 수 있는 국위선양 하는 팀이 되고 싶습니다. 

 아직 우리나라에선 태양광자동차가 생소하고 효율성 면에서도 일반 자동차에 뒤쳐지는 한계점이 있다. 그러나 'KUST'는 태양광자동차를 중점으로 자동차의 지속가능한 모델을 선보인 미래지향적인 팀이다. 태양광자동차 분야에 있어서 오늘의 한계를 극복하고 더 넓은 무대에서 더 쟁쟁한 상대와 경쟁하며 세계무대에서 대한민국의 저력을 보여주고 싶다는 KUST! 2015 WSC에서 ‘백호’의 우렁찬 포효를 기대한다. 

S. F. 7기 차수현(csh8316@naver.com)

S. F. 7기 이명진(luckymjay8108@gmail.com)

S. F. 8기 신지민(jimin2941@naver.com)

S. F. 8기 임채은(icefr@naver.com)