태양광 자동차로 3000km가 넘는 호주를 횡단하는 월드 솔라 챌린지

전 세계에서 단 한대뿐인 자동차를 제작하여 3,000km가 넘는 코스를 완주해야 하는 월드 솔라 챌린지에 대해 소개하겠습니다. 1987년 호주에서 시작된 이 대회는 매년마다 개최되는 것이 아닌 2년에 한 번씩 개최되는데 이 대회에 참가하기 위해 세계 각 지에서 자동차를 좋아하고 각 분야를 전공한 학생들이 대학교를 주축으로 팀을 이뤄서 호주로 모이게 됩니다. 호주를 남북으로 가로지르는 Darwin에서 Adelaide까지 3,000km가 넘는 일반 공도를 대회의 코스로 사용하면서 약 일주일간 진행됩니다. 이 대회가 열리게 된 역사를 잠깐 살펴보자면

 

 

 

1982년 한스 톨스트럽과 래리 퍼킨스는 자동차를 타고 호주 대륙을 종단하는데 성공하게 됩니다. 1980년대에 

자동차를 타고 호주 대륙을 건너는게 뭐 그리 특별하냐고 생각하실 수도 있지만, 그들의 자동차는 차량 지붕에 커다란

패널을 장착하고 햇빛 에너지로만 움직이는 자동차였기 때문입니다. 최초의 태양광 자동차는 1955년 윌리엄 콥이라는 

사람에 의해서 제작되었지만, 한스 톨스트럽과 래리 퍼킨스의 호주 대륙 종단은 태양광 자동차의 잠재력을 입증해 보였다는 점에서 기념적인 사건이었죠. 한스 톨스트럽은 여기서 더 나아가, 태양의 힘으로만 움직이는 자동차를 이용해 

호주 대륙을 횡단하는 '월드 솔라 챌린지 (World Solar Challenge, 이하 WSC)' 대회를 창설했습니다. 현재는 세계적으로 

권위 있는 대학생 태양광 자동차 경주 대회로 성장해 수많은 대학생들이 그들의 도전정신을 이어받아 대회가 개최되고 있습니다.

 

 

 

 

많은 나라들 중 왜 하필 호주에서 대회가 개최될까에 대해 설명드리자면 호주의 사막은 살인적인 태양으로 일상생활이 

거의 불가능하긴 하지만 그 엄청난 열에너지로 태양광 자동차들이 달릴 수 있기 때문이죠. 실제로 대회 평균 주행속도는

90km가 넘는다고 합니다. 그리고 대회에 참가하기 위해 호주에 왔다고 해도 모든 팀들이 레이스에 참가 할 수 있는 것은

아닙니다. 바로 Scrutineering이라는 엄격한 규정을 통과해야하기 때문이죠. 

 

태양열 에너지로만 주행해야하기에 더 큰 에너지를 비축할 수 있는 태양 전지나 배터리 등을 장착하는 팀이 있을 수도 있고 차량의 무게가 증가하면 주행 중 많은 에너지 손실이 있어 최대한 가벼운 차량을 제작하는 팀이 있을 수도 있기

때문입니다. 심사위원들은 각 팀을 돌며 브레이크, 서스펜션, 스티어링 등 차량의 모든 부분과 적합한 배터리를 사용했는지 다양한 부분들을 체크합니다. 태양열 자동차에는 20kg의 리튬이온 배터리가 사용되는데 이 배터리는 에너지 저장

면에서는 효율적이지만 흠집이 나거나 과열되면 팽창하고 터질 수 있기 때문에 체크 사항 중에서도 중요한 부분이라 할 수 있습니다. 경기 중 차량에 문제가 생겨 불이 나는 경우도 있기 때문입니다. 

 

 

 

 

그 외에 추가적으로 중요하게 체크하는 부분은 드라이버의 안전입니다. 드라이버의 안전을 위해 안전장치와 그와 관련된 모든 기능을 체크하고 심지어는 차량에 상황이 발생한 것처럼 운전자는 심사위원 앞에서 자신의 힘으로 15초 내에 

차량에서 탈출을 해야 하기도 하죠.

 

참가 차량들은 공도에서 달리는 만큼 합법적으로 설계되어야 하는데요. 만약 공기역학을 위해 운전자의 창을 심하게 

왜곡시켰다면 참가가 불가능한 셈이죠. 심사 규정을 통과하지 못한 팀들은 대회 시작 전까지 빨리 보완하고 수정해야 합니다. 그 후 모든 심사가 끝나면 레이스 그리드 순서를 정하기 위해서 예선을 진행합니다. 

 

차량의 사소한 부서짐과 깨짐도 큰 문제로 이어질 수 있는데요. 사막의 도로를 달리는데 뭐 그런 게 중요할까?라고 

할 수 있는데 호주의 사막은 생각보다 호락호락한 사막이 아닙니다. 호주 남부는 나무가 없어 바람이 심하고 횡으로 부는 돌풍이 많이 불어 차량 주행에 어려움이 있죠, 그리고 공도를 코스로 사용하기 때문에 반대 차선에서 오는 대형 

트레일러들이 지나갈 때 역풍이 불어 차체가 가벼운 태양열 차량들은 휘청거리거나 전복까지 될 수 있습니다.

 

바람에 약한 이유는 차체가 가볍기 때문도 있지만 태양열을 받아야 하는 열판때문에 다운포스가 형성되지 않기 때문입니다. 그래서 각 참가 팀들은 팀만의 고유 아이디어로 공기저항을 최소화하면서 공기역학적으로 디자인으로 차량을 

제작합니다. 

 

 

그리고 이 대회는 전략이 핵심입니다. 월드 솔라 챌린지는 참가 차량들이 동시에 출발하는 것이 아닌 예선 기록으로 

30초 간격을 두고 출발을 합니다. 그리고 각 팀들의 자동차에는 팀 호송 차량들이 함께 붙어서 가는데 각 팀의 호송

차량들은 약 10대 정도로 정말 많죠. 그 이유는 약 5일간 3,000km가 넘는 거리를 달려야 하기 때문에 야영을 위한

텐트, 음식들을 실은 차량도 있고 차량을 정비하는 공구나 팀 크루들도 같이 움직이기 때문입니다. 

호송차량 중 가장 중요한 차량이 있는데요. 레이스에서 어떻게 주행을 펼칠지 전략을 세우는 팀의 머리와도 같은 

차량입니다. 차량 내부엔 실시간으로 태양열 자동차의 정보가 컴퓨터로 보여지는데요. 배터리 수치 등 자동차의 

모든 성능 데이터를 체크하면서 전략을 세우죠. 또 다른 인원들은 기상예보를 통해 대회기간 날씨들을 실시간으로 

체크하며 레이스의 전략을 조정하기도 합니다. 태양으로 가는 자동차이기에 날씨는 정말 중요한 요소이기 때문입니다. 

 

 

경기는 모두 3가지 종목으로 진행된다고 합니다. 

 

챌린저 클래스는 스피드를 겨루는 종목입니다. 5일 동안 다윈~애들레이드를 가장 빨리 완주한 팀이 우승을 차지합니다.

 

크루저 클래스는 다윈~애들레이드를 완주한 차량 가운데, 차량의 내부 편의성과 조작 편의성 등을 종합해 우승 팀을 겨루는 종목입니다. 

 

어드벤처 클래스는 지난해 참가팀을 대상으로 하는 비경쟁 종목이라고 합니다.

 

2017년 대회에는 전 세계에서 모인 43개의 팀이 참가했고

한국에서도 국민대 태양광발전 자동차팀인 '태극'이 참가했습니다. 

국내 최초 카본 모노코크 방식으로 제작되어 경량성이 매우 뛰어나고 튼튼한 것이 특징이었으며, 최종순위는 

20위권으로 한국의 태양광 자동차의 가능성을 보여줬다. 

 

 

태양광발전 자동차에 대한 연구는 세계 곳곳에서 진행되고 있고, 여러 자동차 제조사들이 실용성 있는 

연구 결과물들을 내놓고 있습니다.