BMW 태양광 프로토타입 딥 오렌지 17, 차체 전체로 발전한다

BMW와 미국 클렘슨대학교가 공동 개발한 연구용 프로토타입 '딥 오렌지 17'(별칭 루미네타)이 태양광 전기차의 새로운 가능성을 보여줬다. 이 차는 지붕에만 태양광 패널을 얹는 기존 방식과 달리 차체 외관 전체를 발전 면적으로 활용한다. 1700개 이상의 태양광 셀을 외장 패널 곳곳에 통합해 주행 중은 물론 그늘에 주차된 상태에서도 전력을 생산할 수 있도록 설계됐다.

독일 프라운호퍼 태양에너지시스템연구소와 함께 개발한 이 태양광 패널은 일부가 그늘에 들어가도 발전을 이어갈 수 있도록 만들어졌으며, 외부에는 내구성 필름을 적용하고 레이저 제조 공정으로 차체 색상까지 구현했다.

무게와 공기저항을 줄여 효율을 높이다

태양광 자동차에서는 발전량 못지않게 차량 자체의 에너지 소비를 줄이는 것이 중요하다. 루미네타의 무게는 550kg으로 일반적인 크기의 자동차와 비교하면 4분의 1 수준에 불과하다. 강철과 알루미늄, 탄소섬유, 3D 프린팅 금속 접합부를 조합해 무게를 크게 줄였다.

공기저항도 낮췄다. 차체는 네모나고 뭉툭하지만 물속에서 저항을 적게 받는 거북복(박스피시)의 형태에서 영감을 얻었다. 여기에 회생제동과 지능형 토크 배분, 구동계 제어 기술을 적용해 감속 과정에서 발생하는 에너지를 다시 회수한다.

클렘슨대 연구팀이 미국 그린빌, 독일 프랑크푸르트, 스페인 마드리드, 인도 뭄바이의 기후와 일사량을 바탕으로 시뮬레이션한 결과, 하루 20km를 주행하는 조건에서 출퇴근에 사용하고 남은 태양광 에너지로 평균 약 50km의 추가 주행거리를 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

상용화까지는 갈 길이 멀다

루미네타는 BMW가 양산을 준비하는 모델이 아니다. 클렘슨대학교가 BMW 연구개발팀과 함께 2024년 가을 시작한 연구 프로젝트로, 16명의 자동차공학 대학원생이 개발에 참여했다.

태양광 자동차는 밤에는 발전할 수 없고 흐린 날이나 지하주차장, 건물 그늘에서는 발전량이 줄어드는 한계가 있다. 특히 무겁고 전력 소비가 큰 대형 SUV는 차체 전체에 태양전지를 적용해도 필요한 에너지를 모두 충당하기 어렵다. 자동차용 태양전지는 진동과 충격, 온도 변화, 자외선, 세차와 돌 튀김 등을 견뎌야 하면서도 곡면 차체에 적용할 수 있을 만큼 가볍고 유연해야 하는 과제도 남아 있다.

그럼에도 루미네타는 배터리 용량과 충전 속도, 주행거리 경쟁에 집중돼 온 전기차 개발 흐름에서, 적은 에너지로 움직이고 제한된 차체 면적에서 더 많은 전력을 만들어내는 방향이 태양광 전기차의 핵심이 될 수 있음을 보여준 실험적 결과물이라는 평가를 받는다.