월드 솔라 챌린지: 태양광 자동차는 얼마나 멀리 갈 수 있나요?

태양광 발전은 재생에너지의 훌륭한 원천이지만 항상 한계가 있었습니다. 화창한 날 지구 표면에서 사용할 수 있는 전력은 기껏해야 1,000W/m2에 불과하며, 태양광 패널의 제한된 효율성으로 인해 이 전력은 더욱 감소됩니다. 그 양이 너무 적어서 승용차의 태양광 패널은 배터리 관리, 저전력 환기 팬 작동과 같은 비천한 작업으로 제한되었습니다.

그러나 어떤 사람은 불가능을 보고 다른 사람은 기회를 봅니다. 월드 솔라 챌린지(World Solar Challenge)는 태양열 운송 수단의 진정한 잠재력을 보여주기 위한 대회입니다. 창립된 지 30년이 지난 지금, 예전에는 불가능했던 일이 실제로 여러 팀에 의해 원래 시간의 10분의 1도 안 되는 시간에 달성되었습니다. 경쟁자들을 계속해서 긴장시키기 위해 규칙은 시간이 지남에 따라 진화해 왔으며 항상 단순히 햇빛만으로 가능한 것의 경계를 넓혀 왔습니다. 이것은 주류 교통수단이 아닙니다. 이것은 엔지니어링 과제입니다. 태양광 자동차로 얼마나 멀리 갈 수 있나요?

이 행사의 창시자는 화석 연료에 대한 대안과 지속 가능성에 대한 열정을 지닌 덴마크 태생의 모험가 Hans Tholstrup이었습니다. 호주 여행용 자동차의 전설인 Larry Perkins 및 그의 형제 Garry와 협력하여 이 세 사람은 The Quiet Achiever라는 이름의 태양열 차량을 제작했습니다. 1982년에 이 경량 차량은 오로지 태양의 동력만으로 퍼스에서 시드니까지 2,518마일을 단 20일 만에 이동했습니다. 이 업적은 대중의 많은 주목을 받았고, 불과 5년 만에 첫 번째 월드 솔라 챌린지(World Solar Challenge) 개최로 이어졌습니다.

첫 번째 대회는 남호주 관광청과 협력하여 1987년에 개최되었습니다. 처음에는 13명의 경쟁자가 줄을 섰고, 6명이 결승선에 도달했습니다. General Motors는 Sunraycer를 사용하여 다윈에서 애들레이드까지의 코스를 단 44시간 90분 만에 완주하며 2위인 Ford Australia를 거의 23시간 차로 제치고 우승을 차지했습니다.

처음에는 3년마다 시행되었으나 1999년부터 2년마다 시행되었습니다. 몇 년 동안 50개 이상의 팀이 출발선에서 경주에 참여했지만 많은 팀이 충돌이나 기계적 문제로 인해 경주가 중단되어 탈락했습니다. 참가자들은 경주에 참가하기 위해 전 세계의 다양한 배경을 가지고 있습니다. 지난 30년간의 경쟁에는 자동차 제조업체, 기술 회사, 대학, 심지어 고등학교 출신의 참가자들이 있었습니다. 종종 팀 후원자는 해당 응용 프로그램과 관련된 기술과 관련된 첨단 기술 산업 출신입니다. 고효율 태양광 패널이나 가볍고 강력한 모터를 공급할 수 있는 회사를 보유하면 큰 도움이 될 수 있습니다.

수년에 걸쳐 새로운 기술이 대두되면서 경주가 발전해 왔습니다. 수년에 걸쳐 패널의 효율성이 향상됨에 따라 최대 태양광 패널 면적에 대한 규제가 강화되었습니다. 이는 최신 및 최고의 태양광 패널이 저렴하지 않기 때문에 비용을 낮추는 데 도움이 됩니다. 다른 규정은 온보드 에너지 저장을 제한하고 경쟁사 간의 공평한 경쟁의 장을 보장하는 데 중점을 둡니다. 경기용 차량은 공공도로를 주행하므로 속도 제한과 도로 규칙을 준수해야 합니다.

수년에 걸쳐 평균 속도가 증가함에 따라 경쟁업체가 거리에서 사용할 수 있는 차량에 더 가까운 차량을 설계하도록 안내하는 것을 목표로 실용성에 중점을 두도록 규칙이 변경되었습니다. 이제 경쟁에서는 진입 용이성, 여행 동안 쌓인 총 승객 킬로미터 수와 같은 요소에 따라 등급이 결정되는 다인승 차량용 크루저 클래스를 선보입니다.

전통적인 모터스포츠와 마찬가지로 World Solar Challenge의 규정은 경쟁 차량의 디자인을 형성했습니다. 사용 가능한 에너지가 제한되어 있으므로 효율성은 설계의 모든 측면에서 핵심입니다. 가장 많은 에너지를 포착하고 이를 전진으로 전환할 수 있는 경쟁자가 승리를 가져오는 데 가장 적합합니다.

전기적 측면에서 첫 번째 관심사는 이용 가능한 햇빛으로부터 최대한 많은 에너지를 효과적으로 포착하는 것입니다. 가장 효율적인 태양광 패널을 설치하는 것은 방정식의 일부일 뿐입니다. 팀은 일몰 전에 빛을 최대한 활용하기 위해 오후 5시에 운전이 끝난 후 태양광 패널을 태양광선과 수직이 되도록 기울이는 경우가 많습니다. 셀의 마지막 한 방울까지 짜내기 위해 최대 전력점 추적 하드웨어를 사용하여 태양광 셀을 최적의 작동 범위로 유지합니다. 모터와 컨트롤러는 도로에서 차량을 추진할 때 전력 낭비를 최소화하는 데 중점을 두고 유사하게 설계되었습니다.