“현대차, 뚝심 인정” 성공하면 전기차 혁명인 ‘이 기술’, 주행거리 급증

전기차, 태양광 패널 탑재 시 주행거리 극대화 기대
현재 상용화 기술, 1세대에 불과. 발전 효율 낮고 비싸
현대차 3세대 페로브스카이트 및 탠덤 태양광 패널 연구중

전기차 주행거리, 태양광 패널로 해결 가능할까?

무더위가 기승을 부리고 있다. 영상 35도를 넘나드는 폭염은 기본이다. 해외 일부 지역은 50~60도까지 치솟아, 사람이 살 만한 곳인가 의문이 들 정도다. 이런 상황에 하늘을 올려다보면, 피부가 익는 느낌이 들 만큼 따가운 햇빛이 쏟아진다.

이런 상황에 엉뚱한 생각이 든다. “전기차에 태양광 패널을 도배하면 좋을 것 같은데?”

전기차는 주행거리가 약점이다. 기술의 발전으로 500km 이상 주행가능한 신차들이 등장했지만, 충전 인프라 이슈가 발목을 잡는다. 배터리 용량이 커져, 충전시간이 길어졌다. 80% 충전까지 1시간 걸리던 기존 전기차보다 더 오래 걸릴 수도 있다는 의미다. 

태양광 패널을 이용하면 야외 주차혹은 주행 중 실시간으로 배터리를 충전할 수 있다. 만약 충전 효율이 좋다면 100%는 아니더라도 충전 부담을 줄여, 주행거리 개선에 큰 도움이 되지 않을까?

사실 이 물음을 시작으로 양산 중이거나 출시를 앞둔 태양광 전기차들이 여럿있다. 특정 조건을 만족하면 하루 출퇴근 거리 이상 충전 가능한 양산차도 있다. 요컨대, 기술의 발전으로 상상에 불과했던 기술이 현실로 다가오고 있다.

외면 받아도 묵묵히 넣은 현대차 솔라루프 

태양광 패널 옵션은 토요타 프리우스가 원조다. 여름철 차 실내에 방치된 아이나 반려동물의 질식사를 예방하기 위한 목적이 컸다. 에어컨을 가동할 만한 전력을 생산해, 실내 온도를 조절했다. 

시간이 흘러, 현대차도 이 기술을 도입했다. DN8 쏘나타 하이브리드에 솔라루프 옵션이 들어간 것이다. 기본원리는 태양광 발전과 똑같다. 햇빛이 태양광 패널에 닿았을 때 ‘광전효과’가 발생한다. 이 때 전력 생산이 이루어지고, 전장 부품 가동이나 동력에 활용된다.

문제는 비싸고 발전 효율이 떨어진다. 솔라루프의 가격은 130~140만원 사이다. 1년 동안 1300km 정도 더 주행할 수 있는 게 전부다. 이론상 10년 가량 이용해야 본전이다. 해마다 13~15만원 정도 아끼는 게 전부여서 시기상조라는 의견이 나오기도 한다. 하지만 현대차는 쏘나타 하이브리드와 아이오닉 5에 넣었던 솔라루프를 단종시킨 후에도 기술 자체는 꾸준히 연구했다.

3세대 태양광 패널까지 연구중인 현대차

현행 1세대 솔라루프 이후 차세대 기술을 연구중이다. 총 3세대 까지 구분하는데, 1세대는 과거 도입했던 단결정 혹은 다결정 실리콘 패널이다. 2세대는 박막형으로 얇고 유연하게 적용할 수 있는 태양광 패널이다. 특히 제조 원가가 아주 저렴해, 이론상 1세대 대비 1% 수준이다. 심지어 패널을 휘게 할 수 있어. 차 곳곳에 빈틈없이 붙일 수도 있다.

3세대는 페로브스카이트 소재가 들어간 태양광 패널이다. ‘차세대 태양전지’라는 별명을 가지고 있는데, 발전효율이 1세대보다 훨씬 좋고 가격까지 저렴하다. ‘페로브스카이트’는 전기가 통하는 성질이 좋은 소재를 의미한다. 전력 발전 효율도 높아, 1세대 대비 최대 47%에 달하는 효율을 자랑한다.

심지어 1세대 보다 200~300분의 1 수준으로 얇게 만들 수 있다. 즉, 필름 형태로 부착하는 형태가 되는데, 차 전체에 투명한 페로브스카이트 필름을 부착해, 엄청난 전력 생산량을 기대할 수 있다. 참고로 태양광 전기차, 라이트이어 원은 1세대 수준의 패널로 최대 70km 가량 주행가능한 전력을 만들어 낸다. 

만약 페로브스카이트가 완성되면 일조량이 좋을 땐 100km 넘는 충전량을 기대할 수 있고, 흐린 날에도 출퇴근 정도는 할 만한 발전량에 도달할 것이다. 

효율 극대화를 위한 탠덤 태양광 패널

요즘 태양광 패널 관련 연구 트렌드를 보면, 페로브스카이트 단일 보단 이중 구조를 갖춘 탠덤 방식을 선호한다. 3세대와 1세대 패널을 겹친 구조로, 페로브스카이트 패널이 미처 활용하지 못한 햇빛을 1세대 패널에서 한 번더 걸러, 발전 효율을 극대화 한다.

솔라패널은 아직까지 보조 동력 수준에 머물고 있다. 가격, 양산 효율, 내구성, 발전 효율 등 해결해야 할 과제가 산적해 있기 때문이다. 즉, 잠재력은 있지만 상용화까지 갈 길이 멀다는 의미다. 향후 전기차 시대가 도래했을 때 태양광 패널 파츠는 없어선 안 될 에너지 공급원이 될 것이다. 과연 현대차는 첨단 분야로 두각을 나타낼 수 있을지 좀 더 지켜볼 필요가 있겠다.