▲ 루미네타 <출처=크렘슨대학교>

 

태양광 패널을 자동차에 적용하려는 시도는 꾸준했지만 높은 비용과 제한적인 발전량 때문에 대중화에는 어려움이 있었다. 여러 자동차 업체가 태양광 자동차를 개발했지만 생산 비용 문제에 부딪혀 양산하지 못했다.

 

이런 가운데 미국 클렘슨대학교 국제자동차연구센터(CU-ICAR)가 BMW와 손잡고 새로운 태양광 전기차 개발에 나섰다. ‘딥 오렌지 17(Deep Orange 17)’이라는 이름의 이 프로토타입은 일상적인 출퇴근 환경에서 차량이 사용하는 것보다 더 많은 전력을 태양광으로 생산하는 것을 목표로 한다. 현재는 ‘루미네타(Luminetta)’라는 이름으로 불리고 있다.

 

루미네타는 마드리드와 뭄바이, 프랑크푸르트, 미국 사우스캐롤라이나주 그린빌 등 여러 지역의 일조량과 출퇴근 패턴을 분석해 설계됐다. 연구팀의 시뮬레이션에 따르면 루미네타는 하루 최대 5.7kWh의 전력을 태양광으로 생산할 수 있다. 평균 출퇴근 거리인 약 19km를 주행하는 데 필요한 전력은 약 1.6kWh다. 출퇴근에 필요한 전력을 사용하고도 최대 약 50km를 추가로 주행할 수 있는 에너지가 남는 셈이다.

 

가장 큰 특징은 차체 곳곳에 총 1,781개의 태양전지를 통합했다는 점이다. 독일 프라운호퍼 태양에너지시스템연구소(Fraunhofer ISE)도 차량용 태양광 시스템 개발에 참여했다. ‘슁글드(shingled)’ 방식으로 작은 태양전지 스트립을 기와처럼 겹쳐 배치해 제한된 차체 면적을 최대한 활용했다. 차체 일부가 그늘에 가려져도 전류가 음영 구간을 우회해 흐르도록 설계해 발전량 감소도 줄였다.

 

▲ 루미네타 <출처=크렘슨대학교>

 

오렌지 브론즈 색상에도 태양광 발전을 고려한 기술이 적용됐다. 프라운호퍼의 ‘모포컬러(MorphoColor)’ 기술을 활용해 색상을 구현하면서도 태양전지에 도달하는 빛의 약 95%를 확보한 것이다.

 

연구팀은 태양광 발전량뿐 아니라 차량 자체의 에너지 소비를 줄이는 데도 집중했다. 루미네타의 무게는 약 550㎏으로, 과거에 개발됐던 태양광 자동차들보다 훨씬 가볍다. 강철과 알루미늄, 탄소섬유를 조합하고 일부 연결 부품을 3D 프린팅으로 제작해 차체 무게를 줄인 것이 비결이다.

 

차체 디자인은 복어에서 아이디어를 얻었으며, 각진 형태를 유지하면서도 공기저항을 낮추는 데 초점을 맞췄다. 여기에 회생제동과 지능형 토크 배분, 구동계 제어 기술 등을 적용해 에너지 효율을 높였다.

 

딥 오렌지 17은 오는 2027년 국제전자제품박람회(CES)에 전시를 앞두고 있다. 이후 CU-ICAR 캠퍼스에서 연구용 차량으로 활용될 전망으로, 양산에 관해서도 논의되고 있는 것으로 알려졌다.

더드라이브 / 조윤주 기자 auto@thedrive.co.kr 

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