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전기자동차용 태양광 냉각장치

전문가 제언: ○ 전기자동차의 주행 동력은 배터리로부터 전기모터 및 조명, 오디오, 공기조화장치 등 보조 장치에 전기형태로 공급한다. 전기자동차의 중대한 문제는 비용, 중량 및 배터리 충전시간 등이고, 일회 충전당 주행거리가 상대적으로 짧은 약점이 있다. 공기조화 시스템은 많은 전기를 소모하기 때문에 전기 에너지 소비를 최소로 하면서 자동차 실내에서 열을 제거하는 방법에 대해 수치적인 연구를 수행하였다.

○ 본문에 전기자동차에 냉각장치를 설치하여 실내 더운 공기를 외부의 찬 공기로 효과적으로 교체하는 방안이 제시되었다. 실제 차량에 설치된 장치의 사양에 근거하여 시뮬레이션에 적용한 경계조건을 결정하였다. 이 장치는 멤브레인 솔라 패널, 4개의 축류 팬, 재충전방식의 배터리로 구성되어 있다. 팬은 태양에너지로 구동되고, 각 부품의 사양을 시스템에 맞게 결정하였고, 태양 복사열 플럭스를 고려하고 CFD를 활용하여 실내 온도 및 속도 영역의 해법을 완성하였다.

○ 최근 홍콩에서 태양광 에너지를 기반으로 운영되는 에어컨시스템을 개발하였다. 이 시스템은 자동차 루프 톱(Rooftop) 부분에 설치된 태양광 패널을 통해 에너지를 받아 저장하며 태양광기술과 지능형 파워조절시스템을 통해 독립적으로 에어컨을 작동하는 것으로, 자동차 엔진이 꺼진 상태에서도 에어컨을 구동할 수 있는 특징을 가지고 있다. 태양광패널은 잘 휘는(Bendy)재료를 사용하여 어떤 자동차 루프 톱(Rooftop)에도 맞게 디자인하였으며 외관상 만족도를 높였다.

○ 일본 미쓰비시 화학은 태양광 발전을 이용한 트럭 냉각 시스템을 개발하였다. 차량 상부에 두께 4mm, 무게 5kg/m2, 최대전력 900W의 액막 형 태양전지 패널을 부착하고, 축전지는 차량 하부에 설치하고, 시트 하부에 제어장치를 설치하였다. 특히 무더운 여름철 대기 시에 축전지의 전력을 냉각시스템에 사용함으로 연료 사용량을 감소할 수 있다. 국내에서도 에너지 절약의 필요성에 부응하기 위하여 전기자동차에 필요한 태양열을 이용한 냉각시스템의 개발을 제안한다.

저자: Y.-A. Yan, C.-Y. Tseng, J.C. Leong
자료유형: 학술정보