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- 형상 적응형 태양광 모듈로 자동차용 전원 공급 장치를 확장
- 태양전지의 베이스는 기존의 광전지 모듈처럼 호일이나 유리로 만들어지지 않고 자동차의 판금에 직접 적용

후드의 태양전지
형상 적응형 태양광 모듈로 자동차용 전원 공급 장치 확장

전기 공급원으로서의 자동차 판금:
미래에는 후드 및 기타 판금 부분의 태양전지가 전기 자동차의 전원 공급에 기여할 수 있다. 독일 연구자들은 이제 그러한 통합형 태양전지의 첫 번째 프로토타입을 제시했다. 고성능 널빤지 태양전지가 사용되며, 그 모양과 색상은 자동차 디자인에 맞게 조정된다. 프로토타입의 태양광 후드는 120개의 지붕 널로 구성되어 있으며 출력은 115W(와트)이다. 

▲ 일반 자동차처럼 보이지만 햇빛으로부터 전기를 생성하는 태양광 후드가 있다. ©프라운호퍼 ISE

태양광 모듈은 지붕에 거의 표준으로 장착되어 있지만, 차량에도 광전지에 적합한 영역이 있다. 전기 트럭 지붕에 태양전지를 설치하면 주행거리가 늘어날 수 있다. 자동차에는 이미 태양광 지붕이 장착된 모델이 있다. 차량 지붕은 온보드 태양광 발전을 위해 가장 쉽게 사용할 수 있는 영역이기 때문이다. 그러나 이러한 자동차용 태양광 지붕은 지금까지 유리 기반이었기 때문에 상대적으로 무겁고 가격이 비쌌다.

후드의 태양광 발전

프라운호퍼 태양 에너지 시스템 연구소 ISE의 ​​연구원들이 보여주듯이 또 다른 방법이 있다. 그들은 차량의 디자인이나 유선형에 영향을 주지 않고 보닛과 같은 자동차의 판금 부분에 태양전지를 부착하는 방법을 개발했다. Fraunhofer ISE의 마틴 하인리히(​​Martin Heinrich)는 “우리는 독일에서 자주 판매되는 자동차 모델의 판금 후드에 태양전지를 부착한 후 연결하고 호일로 적층했다”고 설명했다.

이 광전지 후드는 다양한 유형의 지붕널 태양전지를 사용하여 가능해졌다. 이 경우 개별 셀은 전도성 접착제로 연결된 좁은 스트립으로 나뉜다. 이를 통해 이러한 모듈은 후드의 곡선 모양에 적응할 수 있다. 또한 태양전지의 베이스는 기존의 광전지 모듈처럼 호일이나 유리로 만들어지지 않고 자동차의 판금에 직접 적용되었다. 이를 위해 연구진은 다양한 재료 조합의 접착 특성을 테스트했다.

▲ 120개의 좋은 싱글 태양전지로 만들어진 태양광 후드를 조립하지 않았을 때의 모습이다. ©프라운호퍼 ISE

전력 115W의 프로토타입

보닛 태양전지의 색상과 코팅도 조정되었다. 표면을 호일로 라미네이팅하면 최적화된 표면 구조가 만들어지며, 프라운호퍼 연구소에서 개발한 기술을 사용하여 차량 색상과 색상을 일치시킬 수 있다. "이를 위해 라미네이션 공정은 에어 갭을 최소화하고 곡면으로 인한 필름 모듈의 주름을 방지하며 후드 구조의 전체적인 무결성을 유지하도록 세심하게 최적화되었다"고 Heinrich는 말했다.

연구팀은 이미 다양한 수의 태양전지와 다양한 셀 및 연결 기술을 사용하여 프로토타입을 제작했다. 팀은 PV 후드 시연기의 전기적 성능, 신뢰성 및 내구성을 보장하기 위해 실험실에서 모든 프로토타입을 집중적으로 테스트했다. 예를 들어, 이 태양광 보닛이 장착된 자동차는 120개 이상의 PERC 싱글 태양광 전지와 115와트의 정격 출력을 갖추고 있으며, 9월 5일부터 뮌헨에서 열리는 IAA MOBILITY 무역 박람회에서 볼 수 있다.

아직 개발되지 않은 잠재력이 많음

연구팀에 따르면 승용차에 통합된 태양광 모듈은 전기 자동차의 온보드 전원 공급 장치에 대한 새로운 가능성을 열어준다. “이 기술은 차량의 금속 지붕에도 적용될 수 있다. Fraunhofer ISE의 ​​Harry Wirth는 “이것은 유리로 만든 태양광 자동차 지붕보다 훨씬 가볍다는 장점이 있다. 태양광 발전을 차량 쉘에 통합하는 데에는 여전히 많은 잠재력이 있다"고 말했다.

출처: Fraunhofer 태양에너지 시스템 연구소 ISE

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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