태양광 기술을 자동차에 통합하는 것은 새로운 개념이 아니다. 자동차 제조업체들은 1950년대이래 이 아이디어에 익숙하다. 그리고 지난 2000년대 초, 고급형 및 하이브리드 차량으로 다양한 액세서리에 동력을 공급하기 위해 태양열 기술을 실험한 사례가 등장한다.
다이믈러(Daimler)의 2006년형 마이바흐 62 S 럭셔리 세단은 주차돼 있는 동안 환기 시스템에 전력을 공급할 수 있는 태양열 지붕을 장착하고 있다. 그러나 이후로는 뚜렷한 발전이 없는 듯 했다. 그러나 지난 2016년에 태양광 패널을 전기차에 적용해 주행거리를 늘리려는 뚜렷한 움직임이 등장하기 시작했다.
그 양대 주인공중 한 회사인 네덜란드의 라이트이어(Light year)사가 최근 자사의 첫 번째 모델인 라이트이어 원(One)으로 이 분야에서 신기원을 이룩했다.
이 회사는 자사 ‘라이트이어 원’을 가지고 20회의 내구성 테스트 결과가 성공적이었다고 발표했다.
최근 라이트이어는 홈페이지에서 “향후 태양광전기차 이용자는 일년에 한 두 번만 플러그를 충전하면 된다”며 자사 태양광 전기차 개발 업데이트 내용을 공유했다.
이제막 테스트에 성공한 수준이지만 이들의 목표는 한번 충전하는 것만으로도 추가로 플러그를 꽂을(전기 충전할) 필요 없이 몇 달을 버틸 수 있는 자동차를 개발했다는 것이다. 이렇게 되면 전기자동차의 지속 가능성과 소유자의 자유를 크게 높여 주게 된다. 라이트이어는 이 목표에 훨씬 가까이 다가간 것처럼 보인다.
렉스 후프슬로트 라이트이어 창업자이자 최고경영자(CEO)는 “이미 네덜란드에 우리의 첫 번째 모델을 가지고 있으며 ‘여름철’에 통근하면서 매일 차를 사용할 때 전기충전을 하지 않고도 몇 달 동안 운전할 수 있다”고 말했다.
라이트이어의 웹사이트는 있는 숫자들은 우리가 일부 사람들의 생각하는 것과는 달리 (1년에 한두번 충전하면 되는) 태양광 전기차에 그다지 멀리 떨어져 있지 않다는 것을 시사한다.
이 회사는 자사의 첫 번째 모델이 현재 시판 중인 다른 전기차의 3분의 1에 불과한 Km당 83Wh만을 소비한다고 주장한다.
현재 이 회사는 자사 태양광전기차 지붕의 전지판을 사용해 시간당 12km를 달릴 수 있는 만큼의 전력량을 충전할 수 있다고 밝혔다.
라이트이어는 유럽위원회(EC)가 발표한 유럽 지역 평균 통근 시간이 약 30분이라는 점을 감안할 때 이 정도면 당장은 많은 운전자들이 오랫동안 매일 통근할 수 있을 만큼 충분한 전력 량이라고 말한다.
이같은 태양광전기차 기술은 물론 초기 단계일 뿐이며, 이는 향후 몇 년 동안 개선될 것임을 의미한다.
후프슬로트 라이트이어 CEO는 “효율적 태양광 자동차를 설계하는 데 초점을 맞추고 있는 라이트이어를 포함한 다양한 신생 회사들이 있고, 더 전통적인 자동차 제조사들 또한 이것을 깨닫고 있다”고 말한다.
태양광 전기차를 대규모로 상용화하는 데 있어서의 최대 걸림돌 가운데 하나는 태양 전지판이 약 20~35%의 광전효율로 작동한다는 사실이다. 이는 더 많은 태양광 패널 부착과 함께 차량의 무게와 비용이 추가돼야 한다는 것을 의미한다.
후프슬로트 CEO는 태양 전지판이 주로 배터리로 충전되는 차량에 전력 보충제 역할을 할 수 있을 것이라고 자신한다. 그는 “우리는 배터리 충전이 우리의 태양광 지붕을 보완할 것이라고 믿는다. 태양광 발전은 독립성을 제공한다. (태양광 아래)주차만 하면 충전이 된다. 태양 전지는 점점 저렴해지고 있고, 깨끗하고 무료인데다 번거롭지 않은 에너지를 제공한다”고 설명했다. 이어 “우리의 목표는 15년 안에 유럽의 모든 평균 운전자들에게 일년에 한 두 번만 충전하면 되는 차를 배달하는 것이다”라고 말했다.
라이트이어는 최근 이러한 목표를 달성시켜 줄 상용 태양광전기차 생산을 위한 두 가지 중요한 이정표를 세웠다.
그 하나는 지난 7월 트랙 테스트를 통해 한번 충전으로 자사 ‘라이트이어 원’ 시제품이 441마일(709km)을 달릴 수 있다는 것을 증명했다는 것이다. (*이는 테슬라 모델 S롱레인지보다는 높고 최근 미국 전기차 업체 루시드의 837km보다는 낮다.) 라이트이어는 상대적으로 작은 배터리에서 가능한 한 많은 양의 출력을 얻는 것을 목표로 하고 있는데 이것은 배터리와 태양 전지판이 과도하게 무겁지는 않다는 것을 의미한다.
이어 지난달 18일에는 자사 차량의 안전성을 보장하기 위해 약 일주일 간 내구성 테스트를 실시했다. 이 여러 테스트에서 라이트이어 원은 거친 지형과 웅덩이가 가득한 도로를 거뜬히 주행함으로써 실제 도로상황 조건에서 견딜 수 있다는 것을 보여주었다.
물론 장거리 주행을 하는 태양광전기차가 출시되기까지는 아직 좀더 기다려야 할지 모른다. 그러나 캐나다를 포함한 많은 나라들이 오는 2035년까지 내연기관 자동차 금지를 발표함에 따라 태양광이 제공하는 무료 충전은 장기적으로 전기차 구매자들에게 절실한 인센티브를 추가해 줄지도 모른다.
이 회사의 목표는 전력망에 의존하지 않아도 되게 함으로써 그 원동력이 에너지망으로부터 독립적이 되도록 하는 것이다. 곧 출시될 자동차인 라이트이어 원으로 단 한번 충전만으로 수개월을 운행할 수 있도록 설계한 것도 그 때문이다.
라이트이어가 첫 출시를 위해 제작중인 태양광전기차 모델 라이트이어 원은 17만 5000달러(약 2억700만원)짜리다.
라이트이어는 라이트이어원이 완벽하게 통합된 태양 전지판으로부터 “화창한 날에는 태양으로부터 추가로 45마일(약 72km)의 주행거리를 늘릴 수 있을 것”이라고 예상하고 있다.
라이트이어원 모델이 성공하게 되면 다음은 더 저렴한 대중 시장 모델 출시가 될 것이다.
후프슬로트 CEO는 “대중시장 보급 모델은 라이트이어 원 모델과 달리 훨씬 더 저렴한 가격에 시작할 것이고, 미국에서 구입할 수 있을 것”이라고 말한다. 그는 미국시장을 ‘태양광 자동차를 위한 가장 논리적인 장소’로 보고 있다.
올해 30세인 렉스 후프슬로트는 네덜란드 최초의 고성능 태양광 전기차 회사 라이트이어 모터스의 공동설립자이자 CEO다.
후프슬로트는 지난 2016년 아인트호벤대 재학중 태양광 전기차 프로젝트에 참여하면서 ‘완전한 전기차’에 대한 영감을 얻었다. 기존 차량을 태양에너지에 의존해 나가게 한다는 것은 불가능했지만 프로젝트카로는 가능했다.
아인트호벤대 태양광 자동차 팀 공동 설립자이자 팀 매니저이던 후프슬로트는 팀을 이끌고 매우 효율적인 태양열 자동차를 개발해 전 세계 대회에 참가해 우승했다.
그는 다른 전기차 스타트업과 마찬가지로 자신의 철학은 “모든 것은 극단적일 필요가 있다”라고 말한다. 예를 들어 “공기역학도 극단적일 필요가 있다. 그러한 좋은 공기역학에 의해 제공되는 효율은 태양 전지를 최대한 활용하는 데 큰 역할을 한다. 자동차 중량은 매우 낮아야 하며 디자인에 가해지는 모든 제약조건은 이를 관리하기 매우 어렵게 만든다”고 설명한다.
후프슬로트는 “그것은 당신에게 한 편으로는 많은 자유를 준다. 왜냐하면 당신은 실제로 충전기가 있는 지점을 따라 가는 경로를 생각할 필요가 없기 때문이다. 그냥 계획하고 가기만 하면 된다”고 말했다.
라이트이어 외에도 최근 독일의 소노 모터스(Sono Motors)라는 태양광전기차 개발업체가 주목을 받고 있다. 이와 함께 현대차와 도요타가 서서히 태양광 패널을 차량 지붕위에 얹어 약하게나마 전기차 리튬이온 배터리의 보조 전력원 역할을 하고 있다. 이들 회사의 모델도 간략하게나마 살펴본다.
라이트이어 대항마로 여겨지는 독일의 태양광전기차 스타트업인 소노 모터스는 현재 248개의 태양전지를 차체에 부착한 자동차를 개발하고 있다.
지난 2016년 설립된 소노모터스역시 라이트이어처럼 전통적 배터리전기차 기능을 하면서 태양으로부터 추가 전력을 얻는 태양광 전기자동차 개발 전문 회사다.
소노모터스는 주력 모델인 태양광 전기차 ‘지온(Sion)’을 양산을 위해 노력하고 있다. 이 회사 는 고유의 태양 전지판을 ‘지온’ 외부에 통합해 태양광만으로 일주일에 70~150마일(113~241km)의 주행거리를 추가 확보할 수 있다.
일렉트렉의 보도에 따르면 지난 6월 소노 모터스는 출시를 앞둔 자사 지온의 배터리 용량을 35kWh에서 54kWh로 업그레이드하면서 주행거리를 30마일(약 48km)이상 추가(총 190마일· 306km)했고 통합충전시스템(CCS)을 통해 74kW의 충전율을 제공했다고 보도했다.
이 회사는 지난 9월 순매출 규모로 최소 3억 5000만 달러(약 4153억원)규모인 1만4000대 이상의 예약대수를 돌파했다고 발표했다. 이 회사는 내년 상반기로 예정된 테스트를 시작하기 위해 현재 3세대 지온 시제품을 투입해 놓고 있다. 이 회사는 현재 2023년 상반기에 모든 예약된 지온 물량을 출시하기 위해 IPO를 통한 생산자금 확보에 나선 것으로 알려졌다. 현재 제시 주식의 액수와 제시 가격대는 정해지지 않았다.
소노 모터스는 스웨덴 국립전기자동차(NEVS)와 제휴해 태양광전기차 생산에 나설 것으로 알려졌는데 현지 보도에 따르면 NEVS는 IPO를 통한 자금마련 이후에 생산계약을 체결하고 싶어하는 것으로 알려졌다. NEVS는 최근 자금위기를 겪고 있는 중국 부동산 재벌 헝다그룹의 자회사인 만큼 수긍가는 대목이다.
소노모터스는 지난 22일 나스닥 기업공개(IPO)신청서를 제출했다고 발표했다.
전통적 내연기관 자동차를 생산하는 전통적 회사들 가운데 현대자동차도 태양광 지붕 옵션을 가진 자동차를 개발해 내놓고 있는 회사중 하나로 꼽힌다.
현대자동차는 LG전자와 협력해 최신 자동차 가운데 아이오닉 5와 제네시스 G80 전기차 등에 태양광 패널을 탑재시켰다. 태양광 패널이 고전압 배터리를 직접 충전할 수 있도록 설계됐다.
현대차는 아이오닉 5 태양광 패널은 주행 가능 거리를 연간 최대 1500㎞(후륜 구동 19인치 타이어기준)까지, 제네시스 G80 전기차는 연간 최대 1150㎞(19인치 타이어 기준)까지 확보할 수 있다고 말하고 있다.
현대차 아이오닉5의 태양광 전기 충전으로 확보되는 주행 거리는 우리나라 평균 일조 시간 약 5.8시간을 감안한 수치다.
앞서 외신은 지난 2019년 현대차의 첫 태양광전기차 모델인 쏘나타 하이브리 모델의 태양광 지붕은 하루에 약 2마일(약 3.2km)의 주행거리로 늘려 주는 수준이라고 전했다. 아직 라이트이어(72km)나 소노모터스(45km) 등과는 성능에서 큰 격차를 보인다.
일본의 도요타는 지난달 29일 태양광 패널을 장착한 ‘bZ4X’ 전기차 양산 모델의 사양을 처음 발표했다.
토요타는 자체 측정 결과 bZ4X가 태양광 패널을 활용하면 연간 최대 1800㎞의 주행거리를 확보할 수 있다고 밝혔다. 물론 이역시 현대 아이오닉 5처럼 일본 내 기후 환경을 최대한 고려한 수치로 보인다.
토요타는 발표 자료에서 “주변에 충전소가 없는 주차장에서 태양광 패널을 활용해 전기를 충전할 수 있다”며 “재난이나 긴급상황에서 태양광이 활용될 수 있다”고 말했다.
토요타는 지난 2011년에 프리우스 하이브리드에 최초로 태양광 패널을 도입했다. 도요타는 태양광 패널에서 모아진 전력을 솔라 배터리를 거쳐 고전압 배터리 등에 전달하는 방식을 사용했다.
현대차와 토요타는 아직까지 전기차에 탑재된 태양광 패널의 이점을 구체적으로 설명하지 못했다. 온라인 사이트에서 현대 아이오닉5 태양광 패널에 대한 평가도 그리 높은 점수는 아니다.
하지만 점점더 탄소중립이 중요해지고 있는 만큼 전세계 자동차 회사들도 태양광전기차의 성능 향상에 더 신경쓸 수 밖에 없을 것으로 보인다.
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