#37. 승용차를 캠핑카로 개조하기 - USB 발전시설

꾸는 꿈이 아닌, 이루는 꿈!

소나타에 USB 발전시설을 구축한다.

1. USB 5V 발전 시설의 용도

메인 12V 태양열 발전 시설은 냉장고를 구동하는데 집중한다. 낮 시간에 냉장고를 돌리고, 동시에 메인 12V 배터리를 풀충전해야 한다. 계산상으로는 문제가 없어 보이지만, 실전에서 어떤 결과가 나올지 테스트가 필요하고, 가장 큰 변수는 날씨이다. 날씨가 흐리거나 비가 오면, 냉장고만 구동하기도 벅찰 수 있다.

[사진출처 : solarnet.com]

따라서, 다른 전자기기들은 별도의 소형 발전시설을 갖추고, 그것으로 충당하는 것이 좋다. 충전이 필요한 장비들과 필요한 전력량은 다음과 같다. (상세한 내용은 16회 참고 - 기존 계산에서 맥북을 뺐다.)

- 아이패드 프로 12.9인치 : 1번 완충에 38.5Wh, 2번 완충하는 것으로 하면 77Wh

- 아이폰 7+ : 1번 완충에 11Wh, 2번 완충하는 것으로 하면 22Wh

- 카메라, 가습기 : 10Wh

- 선풍기 또는 USB 전기담요 (이 두가지를 동시에 쓸일은 없다.) : 약 20Wh

하루에 필요한 총 전력량은 130Wh 가 된다. 넉넉하게 계산한 것이기 때문에 사실상 100Wh 만 꾸준히 공급되도 무리가 없다고 보면 되겠다.

[사진출처 : Extreme Tech]

2. USB 5V 배터리의 선택

USB 5V 배터리는 우리가 주변에서 흔히 보는 스마트폰용 보조배터리를 말한다. 5V 의 출력으로, 최대 2.4A 까지의 전류 (즉, 12W 가 되겠다.) 를 사용할 수 있다. 배터리를 고르는 기준은 다음과 같다. (상세한 설명은 17회 참조)

- 용량이 스펙만큼 나오는지

- 출력전류가 2.4A 가까이 나오는지, 출력 총 전류가 충분히 나오는지 (포트가 2개면 총 4.8A)

- 출력단자의 갯수는 충분한지 (2개면 충분)

- 입력전류는 2A 이상이 되는지 (보조배터리 자체 충전시 속도를 좌우함)

- 배터리 충전 중 외부 충전이 되는지 (보조배터리를 충전하면서, 동시에 보조배터리에 연결된 핸드폰 충전이 되는지)

- 무게/크기/가격

[사진출처 : Cool Up 홈페이지]

그럼 우리에게 필요한 용량은?

- 20,000mAh 배터리의 스펙상 용량은 75Wh 다. (20A x 3.7V)

- 스펙의 80% 효율을 낸다면, 실제 용량은 60Wh 가 된다.

- 우리가 하루에 필요한 전력량이 넉넉하게 130Wh 이기 때문에, 2개면 충분하게 커버된다.

계산에서 5V 가 아닌, 3.7V 를 사용하는 것은 시중의 제품들이 그 숫자를 기준으로 제작하는게 관례가 되어 있기 때문이다. 일종의 속임수다. (5V 로 계산하면, 15,000mAh 용량 밖에는 되지 않는다.)

[사진출처 : 샤오미 홈페이지]

이미 지난번 시장조사를 통해서 샤오미 20000 배터리를 선정한 바 있다. (17회 참조) 그럼 배터리 2개만 있으면 될까? 아니다.

- 다 쓴 보조배터리는 충전을 위해 아침에 태양열 패널에 걸어놓고, 야외활동을 하면서 밖에서 다른 보조배터리로 핸드폰을 충전해야 하는 경우가 생길 수 있다.

- 날씨가 안 좋아서 배터리 충전을 못하는 상황이 생기게 되면, 핸드폰/아이패드/카메라를 못쓰게 된다. 이를 위해서 여분의 배터리를 준비해 놓는 게 좋다.

- 보조배터리는 캠핑이 아니라도 쓸일이 많고, 쓰면 쓸수록 용량이 줄어드는 소모품이다.

- 따라서, 일단 4개의 20,000mAh 배터리를 준비하는 것으로 한다.

미국엔 샤오미가 정식 수입되지 않아서, 한국에서 3개를 구입을 했고, (개당 25,000원. 대박이다.) 미국에서 베스트셀러인 Anker Powercore 20100 도 테스트 차원에서 한개를 구매해 봤다.

[사진출처 : 와일드랜드의 브런치]

3. USB 5V 태양열 패널

5V 태영열 패널을 고르는 기준은 다음과 같다. (상세한 설명은 18회 참고)

- 5V/2.4A 에 최대한 근접한 출력이 나와야 한다. 즉, 12W 가 지속적으로 나와줘야 한다.

- 충전컨트롤러를 내장해서 별도의 장비없이 바로 배터리 충전이 되는 일체형이어야 한다.

- 일시적으로 햇빛이 사라졌다가 복구되었을때, 자동으로 충전을 재개해야 한다. (중요한 기능)

- 출력단자의 수는 2개 이상이 좋다.

- 가격/무게/크기

[사진출처 : Revpower 홈페이지]

이것을 토대로 Ravpower 15W 를 선정한 바 있는데, 사용후기를 좀 정밀하게 조사를 해보니까, 햇빛이 사라졌다가 복구되었을때, 충전이 자동으로 재개하지 않는다는 보고가 많았다. 즉, 이 경우 다시 케이블을 뺐다 꼈다 해야하는데, 그걸 하루종일 지켜볼 수는 없는 일이다.

따라서 거의 같은 제품이지만, 용량이 좀 더 커서 가격이 살짝 더 비싼, Anker 21W ($60) 으로 정했다.

[사진출처 : Anker 홈페이지]

12W 출력이 잘 나와준다면, 약 5시간이면 20,000mAh 배터리 한개를 완충할 수 있다. (환상적인 궁합!) 태양열 패널은 2개만 있으면 된다. 배터리 2개는 태양열 패널로 항시 충전하고, 배터리 2개는 USB 전자기기를 충전하는 방식으로 사용하게 된다.

4. 태양광 패널 필드테스트

출력은 햇빛이 좋은 대낮에 10W (5V/2A) 정도가 나온다. (아주 훌륭함) 이 말은, 가정용 전기에 꽂아쓰는 고속 (퀵차지 등 일부 제품 제외) 충전 아답타와 동일한 속도로 충전이 이루어 진다는 말이 된다. (어설픈 아답타 보다는 더 빠를 수도 있다.)

[사진출처 : 와일드랜드의 브런치]

햇빛을 차단했다가 다시 복귀되었을때도 자동으로 충전이 재개된다. 이 기능이 지원되지 않으면, 충전 공치는 날이 많아질 것이다. 아주 훌륭하다.

2개의 출력단자 (핸드폰 등 충전용) 에 동시에 배터리 2개를 물려봤지만, 합산 출력이 2A, 즉 10W 다. 한개를 하나 두개를 하나 충전 시간은 같다. 좀 아쉽긴 하지만, 현재 시장에서 가격대 성능비로 이만한 제품은 없다.

따라서, 날씨에 특별한 변수만 없다면, 2개의 태양광 패널로 2개의 20,000mAh 배터리를 완충하는 것은 문제가 없다고 볼 수 있다.

5. 배터리 필드테스트 - 용량

제일 중요한 것은 역시 과연 얼마나 용량이 나오는지이다. 먼저, Anker Powercore 20100 을 테스트 한다.

- 보조배터리를 완충한 뒤에, 완전 방전된 아이패드 프로 12.9 인치를 충전해 봤다.

- 보조배터리가 방전될때까지, 아이패드를 1번 충전하고 35%를 더 했다.

- 따라서 용량은 38.5Wh x 135% = 약 52Wh 가 나온다. 스펙 용량의 70% 정도 나오는 셈이다.

- 기대보단 조금 낮지만 절대 나쁘지 않은 수치이다.

이번엔 샤오미 20000,

- 아이패드 프로를 1번 충전하고 27%를 더 했다.

- 따라서 용량은 38.5Wh x 127% = 약 49Wh

- 역시 기대보단 낮지만 나쁘지 않다.

[사진출처 : 와일드랜드의 브런치]

6. 배터리 필드테스트 - 출력

(배터리로 핸드폰 등을 충전할때 얼마나 빨리 되는가)

- Anker, 기기 1개만 충전할때 : 10W (5.14V/2.03A)

- Anker, 기기 2개를 충전할때 : 20W (5.10V/4.00A)

- 샤오미, 기기 1개만 충전할때 : 9W (5.12V/1.97A)

- 샤오미, 기기 2개를 충전할때 : 18W (5.10V/3.6A)

모두 대략 포트당 10W 의 풀 전력이 생산되고 있으며, Anker 는 두개의 충전단자가 모두 2A 를 풀로 지원하기 때문에, 두개의 장비를 동시에 충전할 경우, 샤오미보다 조금 빠르다.

[사진출처 : 와일드랜드의 브런치]

7. 배터리 필드테스트 - 입력

(보조배터리 자체를 충전할때 얼마나 빨리 되는가)

- Anker : 10W (5.17V/1.90A)

- 샤오미 : 10W (5.15V/1.98A)

두 제품이 거의 같다. 10W 면 충분히 빠른 속도로 충전이 된다고 볼 수 있다.

[사진출처 : 와일드랜드의 브런치]

8. 배터리 필드테스트 - 배터리 충전 중 외부기기 충전 지원

(보조배터리를 충전하는 동안, 그 보조배터리에 핸드폰 등을 동시에 충전할 수 있는 기능이다.)

- Anker : 지원하지 않는다. 한번에 한가지 일만 할 수 있다.

- 샤오미 : 지원한다. 단, 이때 외부기기를 충전할때 전류는 1A 정도로 다소 느리다.

9. 배터리 총평

- 샤오미 정말 대단하다. 10W 입력, 10W 출력으로, 보조배터리 자체를 충전하거나, 외부기기를 충전할때 거의 최고의 속도로 충전이 되며, 2개의 외부기기를 충전할때도 거의 최고속도로 충전할 수 있다. 아울러, 배터리 충전 중 외부기기 충전을 지원하는 기능까지 탑재를 했는데도 가격은 25,000원. 이 제품을 누가 능가할 수 있을까!

- Anker : 배터리의 명가답게, 10W 입력, 10W 출력은 물론, 2개의 포트를 통해서 외부기기를 동시에 충전할때도 양쪽다 10W 의 속도가 풀로 나온다. 단, 배터리 충전 중 외부기기 충전을 지원하지 않는 부분은 옥의 티이며, 40불 (세금 포함하면 5만원) 이라는 가격도 나쁜 가격은 아니지만, 샤오미에는 비할 수가 없다.

[사진출처 : 샤오미 홈페이지]

10. USB 전기담요

추울때 침낭에 넣고 사용하는 용도의 USB 전기담요를 구입해 봤다. 생각보다 아주 쓸만하다. 대단한 열이 발생하는 건 아니라서, 난로를 대신할 순 없지만, 침낭과 같이 따뜻하고 밀폐된 공간에 넣게 되면 상당한 열을 발생시킬 수 있다. 크기는 우리가 쓰는 전기담요의 크기가 아니고, 방석 정도의 크기다.

[사진출처 : waycoolgadget.com]

과연 전기는 얼마나 소모할까? 3.4W 밖에 소모하지 않기 때문에, 하루 10시간 이용한다고 가정하면 34Wh 로, 20,000mAh 보조배터리의 절반용량으로 구동이 된다. 아주 훌륭하다! 보통의 경우, 하루 6시간 정도면 충분하기 때문에, 앞에서 계산한 대로 하루평균 20Wh 면 충분히 구동시킬 수 있다.

담요에 USB 단자가 2개 있는데, 2개를 다 USB 전원에 연결하면 두배의 열량이 나온다고 하니, 급할때 더욱 유용하다. 가격은 $25.

[사진출처 : 와일드랜드의 브런치]

11. USB 선풍기

그렇다. 한국에서도 이미 유행한 샤오미 USB 선풍기이다. 우연한 기회에 미국에서 여러가지 제품을 테스트해 봤는데, 이 제품이 제일 적은 전기로 많은 바람을 만든다. 샤오미 갑!

[사진출처 : 와일드랜드의 브런치]

소비전력은 약 1W (5.1V x 0.18A) 정도로, 하루 6시간을 써도 6Wh 밖에 되지 않는다. 2기통으로 돌려야 겠다! 가격은 단돈 2,500원!

[사진출처 : 와일드랜드의 브런치]

12. USB 가습기

앞서 19회에서 소개했던, USB 가습기를 구입해 봤다. 정말 조그만 몸체에서 상당한 양의 수증기가 뿜어져 나온다. 이 작은 본체 안에 필터까지 갖추고 있어서, 안심하고 쓸 수 있다. 가격은 $25.

소비전력은 2W 로 하루 6시간 사용시, 약 12Wh 가 필요하다. 앞에서 전력 사용량을 계획할때 카메라와 가습기를 합쳐서 10Wh 로 계산했지만, 전체적으로 여유있게 계획을 세운 것이기 때문에, 문제가 되지 않을 것 같다. 더군다나, 가습기는 반드시 매일 밤새도록 사용해야 하는 장비는 아니다.

[사진출처 : 와일드랜드의 브런치]

13. 태양열 조명

이번에 캠핑 준비를 하면서 가장 감동했던 장비다. 이건 별도로 충전할 필요도 없이, 자체적으로 보유하고 있는 태양광 패널을 통해서, 역시 내장하고 있는 배터리에 전기를 모은 뒤, LED 램프를 사용하는 방식으로 되어 있다.

즉, 완전 일체형 태양열 조명으로 아무런 외부의 도움없이 자체적으로 영원히 빛을 만들어 낸다.

테스트를 해보니, 하루종일 햇빛에 내다 놓고 충전을 하면, 저녁에 약 6시간을, 그것도 상당히 밝은 불빛을 내준다. 이건 정말 노벨 캠핑상 감이다! 가격도 착하다. ($14)

[사진출처 : 와일드랜드의 브런치]

14. One More Thing...

USB 충전시설에서 가장 중요한 마지막 장비가 남았다. 바로 USB 케이블.

많은 사람들이 이 케이블에 따라서 충전속도가 10배 가까이 까지 차이가 난다는 사실을 모르고 있다. 2A 나오던 전류가, 나쁜 케이블을 사용하는 것 만으로 0.2A 밖에 안 나오는 경우를 여러번 봤다.

따라서, 케이블을 구입하거나, 특히 집에 굴러다니는 것을 쓸 때에는, 반드시 USB 테스트로 전류/전력 테스트를 한 뒤에 사용하도록 하자. (이거 때문에 케이블 많이 갖다 버림.)

[사진출처 : usbgadget.com]

15. 이것으로 '소나타 캠핑카' 의 준비를 마쳤다. 들어간 비용은, (세금 포함)

- 냉장고 $1,100

- 12V 태양광 패널 $300, 12V 배터리 $440, 연장 케이블 $35

- 5V 태양광 패널 $60, 5V 배터리 $100 (4개)

- 에어베드 $120

- 솔라샤워기 $10, 물받이 $40, 하수탱크 $110 (샤워시설은 뒤에서 소개)

- 조명 $15, 가습기 $27, 선풍기 $2, 전기담요 $27

총 $2,386 (한화 270만원) 으로, 침실/전기발전/냉장고/샤워시설을 포함한 '소나타 캠핑카' 구축을 했다. 여기에 음식재료, 캠핑장 사용료, 기름값만 있으면 영원히 자연속에서 자급자족 캠핑을 할 수 있는 멋진 시설이다. 이 장비들은 이후에 제대로 된 캠핑카를 구축할때도 그대로 사용하며, 배터리를 제외하고는 모두 평생 쓸 수 있는 반영구적인 장비들이다.

다음회 부터는 이 캠핑카를 타고 떠나는 여행기가 소개됩니다.

1. 승용차를 캠핑카로 개조하기 - 개요

2. 승용차를 캠핑카로 개조하기 - 침대

3. 승용차를 캠핑카로 개조하기 - 배터리

4. 승용차를 캠핑카로 개조하기 - 태양광 패널

5. 승용차를 캠핑카로 개조하기 - 부엌

6. 승용차를 캠핑카로 개조하기 - USB 발전시설