태양열 자동차는 육상 운송에 사용되는 태양열 차량입니다. 일부 모델은 배터리를 사용하여 전력을 보충하거나 태양열 패널을 사용하여 배터리를 충전하거나 주로 배터리 전력을 사용하는 자동차의 보조 시스템을 가동하지만 태양 전지는 태양의 전력으로 만 작동합니다.

솔라 카는 우주 항공, 자전거, 대체 에너지 및 자동차 산업에서 일반적으로 사용되는 기술을 결합합니다. 태양 광 차량의 설계는 자동차에 입력되는 에너지의 양에 따라 크게 제한됩니다. 대부분의 태양열 자동차는 태양열 자동차 경주 용으로 제작되었습니다. 일부 프로토 타입은 공공 용도로 설계되었지만 주로 태양으로 구동되는 자동차는 상업적으로 판매되지 않습니다.

태양 광 자동차는 햇빛을 전기로 변환하기 위해 광전지 (PV 셀)를 사용하는 태양 전지 배열에 달려 있습니다. 태양 에너지를 열로 변환시키는 태양 열 에너지와 달리 PV 셀은 햇빛을 직접 전기로 변환합니다. 햇빛 (광자)이 PV 셀을 공격하면 전자를 여기시키고 흐르게하여 전류를 생성합니다. PV 셀은 실리콘 및 인듐, 갈륨 및 질소의 합금과 같은 반도체 재료로 만들어집니다. 결정질 실리콘은 가장 일반적으로 사용되는 재료이며 효율은 15-20 %입니다.

역사
발명 된 첫 번째 모델의 태양열 자동차는 General Motors 직원 인 William G. Cobb가 만든 15 인치 소형 차량이었습니다. 그것을 Sunmobile이라 부르며 1955 년 Chicago, Powerama 대회에서 전시했습니다. 그것은 12 개의 셀레늄 광전지와 작은 전기 모터로 구성되었습니다.

솔라 어레이
태양 배열은 태양 광을 전기로 변환시키는 수백 개의 태양 전지로 구성됩니다. 어레이를 구성하기 위해 PV 셀을 함께 배치하여 어레이를 형성하기 위해 함께 배치되는 모듈을 형성합니다. 사용중인 대형 어레이는 2 킬로와트 (2.6 마력) 이상을 생산할 수 있습니다.

태양 전지판은 6 가지 방법으로 장착 할 수 있습니다.

수평. 가장 일반적인 배열은 저위도 또는 고위도의 여름철에 대부분의 시간 동안 대부분의 전반적인 전력을 제공하며 바람과 거의 상호 작용하지 않습니다. 수평 배열은 통합되거나 무료 캐노피의 형태가 될 수 있습니다.
수직선. 이러한 배열은 때로는 독립형 또는 통합형 돛에서 풍력 에너지를 이용하기 위해 발견됩니다. 태양 광 발전은 아침, 저녁 또는 겨울과 차량이 올바른 방향을 가리킬 때만 사용할 수 있습니다.
조절할 수 있는. 태양 배열이 낮고 측면이 좋을 때 전력을 증가시키기 위해 무료 태양 배열을 이동 축 주위로 기울일 수 있습니다. 대안은 주차 할 때 전체 차량을 기울이는 것입니다. 2 축 조정은 공기 역학적 저항이 도로 차량보다 중요하지 않은 해양 차량에서만 발견됩니다.
통합. 일부 차량은 가능한 모든 표면을 태양 전지로 덮습니다. 셀 중 일부는 최적의 각도에 있지만 다른 셀은 음영 처리됩니다.
트레일러. 태양 트레일러는 거의 안정성이없는 기존 차량의 개조에 특히 유용합니다. 자전거. 일부 예고편에는 배터리와 다른 것들도 포함되어 있습니다.
먼. 차량 대신에 고정 된 위치에 태양열 어레이를 장착함으로써 전력을 최대화하고 저항을 최소화 할 수 있습니다. 그러나 가상 계통 연결은 실제 태양열 차량보다 전기 손실이 많으며 배터리는 더 커야합니다.

태양 배열 구조의 선택은 실제 출력뿐만 아니라 출력, 공력 저항 및 차량 질량 사이의 최적화를 포함합니다. 예를 들어 자유로운 수평 캐노피는 통합 된 셀이있는 차량의 표면적을 2 ~ 3 배 늘리지 만 라이저의 셀 및 차광을보다 효과적으로 냉각시킵니다. 또한 얇은 플렉서블 태양 전지판이 개발 중이다.

태양열 자동차의 태양 전지판은 고정 태양 전지판과는 매우 다르게 탑재되고 캡슐화됩니다. 태양열 자동차의 솔라 어레이는 보통 산업 등급의 양면 접착 테이프를 사용하여 자동차의 몸체에 장착됩니다. 배열은 Tedlar의 얇은 층을 사용하여 캡슐화됩니다.

일부 태양열 자동차는 갈륨 아세 나이드 태양 전지를 사용하며 효율성은 약 30 퍼센트입니다. 다른 태양 전지 자동차는 실리콘 태양 전지를 사용하며 효율성은 약 20 퍼센트입니다.

배터리
전형적인 태양열 자동차의 배터리 팩은 태양이 없으면 250km (400km) 이동하고, 차량은 60mph (97km / h)의 속도로 계속 주행 할 수 있습니다.

모터
태양열 자동차에 사용되는 모터는 일반적으로 약 2 ~ 3 마력이지만 실험용 조명 태양열 차량은 일반적인 가족 용 자동차 (100mph (160km / h))와 동일한 속도를 얻을 수 있습니다.

텔레 메 트리
차를 원활하게 주행하려면 운전자가 여러 가지 게이지를 모니터링하여 가능한 문제를 찾아야합니다. 계기가없는 자동차는 거의 항상 무선 원격 측정 기능을 갖추고있어 운전자 팀이 자동차의 에너지 소비량, 태양 에너지 포착 및 기타 매개 변수를 모니터링하여 운전자가 운전에 집중할 수있게합니다.

경마 대회
2 개의 태양 자동차 경주는 다양한 대학 및 기업 팀이 겨루는 육로 경주 – 스타일 경연 대회 인 세계 태양 챌린지 (World Solar Challenge)와 미국 태양 챌린지 (American Solar Challenge)입니다.

월드 솔라 챌린지 (World Solar Challenge)는 3,000 킬로미터 (1,900 마일)의 거리를 가로 질러 호주 대륙을 경주하기 위해 경쟁하는 세계 각지의 경쟁 업체를 특징으로합니다. 차량 속도가 꾸준히 증가했습니다. 예를 들어, 2005 년 경주 참가자의 빠른 속도로 인해 2007 년 레이스와 2014 년에 시작된 태양열 자동차의 규칙이 변경되었습니다.

이전에 ‘북미 솔라 챌린지 (North American Solar Challenge)’와 ‘선 라이즈 (Sunrayce USA)’로 알려진 아메리칸 솔라 챌린지 (American Solar Challenge)는 주로 미국과 캐나다에서 정기적으로 경주하는 대학 팀을 특징으로합니다. 이 경기에서는 팀이 규정 된 속도 제한에 도달하여 최신 레이스의 규칙이 변경되었습니다. 가장 최근의 미국 솔라 챌린지는 2014 년 7 월 21 일부터 28 일까지 텍사스 오스틴에서 미네소타 주 미니애폴리스로 옮겨졌습니다.

Dell-Winston School Solar Car Challenge는 고교생을 대상으로하는 매년 태양열 자동차 경주 대회입니다. 이 행사는 전 세계의 팀을 끌어 들이고 있지만 대부분 미국의 고등학교에서 이루어집니다. 경주는 1995 년에 처음 개최되었습니다. 각 이벤트는 윈스턴 솔라 카 팀에서 시작한 2 년 교육 과정의 최종 결과물입니다. 홀수 년도에는 텍사스 주 Round Rock에있는 Dell Diamond에서 출발하는 도로 코스입니다. 과정의 끝은 해마다 다릅니다. 짝수 년 동안, 경주는 텍사스 모터 스피드 웨이 주변의 트랙 경주입니다. Dell은 2002 년부터이 행사를 후원했습니다.

South African Solar Challenge는 남아프리카 공화국의 길이와 폭을 통틀어 2 년에 한 번 열리는 태양열 자동차 경주 대회입니다. 팀은 자신의 자동차를 만들고, 자체 엔지니어링 시스템을 설계하고, 태양 자동차가 본 가장 까다로운 지형을 통해 동일한 기계를 경주해야합니다. 2008 년 레이스는이 행사가 대중의 관심을 끌 수 있으며 FIA의 국제적인 후원이 필요함을 입증했습니다. 9 월 하순에 모든 참가자는 프리토리아에서 이륙하여 N1을 통해 케이프 타운으로 향한 후 해안을 따라 더반으로 드라이브 한 후 10 일 후 프리토리아에서 결승선으로가는 절벽을 등반합니다. 2008 년에는 국제 태양 전지 연맹 (ISF), 국제 자동차 연맹 (FIA), 세계 야생 생물 기금 (WWF)이이 3 개 단체의 승인을받은 최초의 솔선 경주로 승인되었습니다.

Suzuka, Phaethon, WGC (WSR / JISFC / WSBR), 대만의 World Solar Rally와 같은 다른 거리 경주가 있습니다. Suzuka와 WGC는 매년 일본에서 트랙 경주를하고 있으며 Phaethon은 2004 년 올림픽 직전 그리스의 Cultural Olympiad에 참여했습니다.

속력 기록
기네스 세계 기록은 태양 전지 패널에 의해서만 구동되는 차량의 지상 속도 기록을 인정합니다. 이 기록은 현재 Ashiya 대학의 Sky Ace TIGA가 보유하고 있습니다. 2014 년 8 월 20 일 일본 오키나와 미야코 섬 시모 지마 공항에서 91.332km / h (56.75mph)의 기록이 세워졌습니다. 이전 기록은 뉴 사우스 웨일즈 대학에서 자동차 Sunswift IV와 함께 개최되었습니다. 25kg (55lb) 배터리가 제거되어 차량이 태양열 패널로만 구동되었습니다. 88.8 km / h (55.2 mph)의 기록은 Nowra에있는 해군 공군 기지 HMAS Albatross에서 2011 년 1 월 7 일에 제정되었으며, 이전에 General Motors의 Sunraycer가 78.3 km / h (48.7 mph)로 기록한 기록을 깨 버렸다. 이 기록은 500 미터 (1,600 피트)의 비행 거리에서 발생하며 반대 방향으로 두 번 뛴 평균입니다.

공공 사용 차량
첫 태양계 자동차는 2013 년에 지어졌습니다. 케이스 웨스턴 리저브 대학 (Case Western Reserve University)의 연구원은 태양 전지판에 사용되는 더 우수한 소재로 인해 더 빨리 충전 할 수있는 더 나은 태양열 자동차를 개발했습니다.

중국의 태양 전지 패널 제조업체 Hanergy는 리튬 이온 배터리가 장착 된 태양 광 자동차를 중국의 소비자에게 판매하고 판매 할 계획이다. Hanergy는 햇빛이 5-6 시간이면 자동차의 박막 태양 전지가 하루 8-10 킬로와트의 전력을 발생시켜 태양력만으로 80 킬로미터 (50 마일)를 주행 할 수 있어야한다고 주장했다. 최대 범위는 약 350km (217 마일)입니다.