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매거진 난 그랜드 캐년에 산다

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by 와일드랜드 Jan 13. 2016

#18. 휴대용 태양광 패널 고르는 법

꾸는 꿈이 아닌, 이루는 꿈!

태양광 패널을 고르는 것은 배터리 고르는 것보다 훨씬 어렵다!

1. 용량

역시 제일 중요한 것은 용량이다. 앞서 말한대로, 30W 패널 1개만 있으면 문제는 해결되지만, 태양광 패널이야 말로 스펙대로 출력이 나오는 것을 찾는 것은 불가능하다.

그 이유는 여러가지가 있는데, 지역에 따라서 태양광의 세기가 다르고, 날씨가 조금만 흐려도 그 파워는 급격하게 떨어지며, 태양과의 각도, 시간대별로 다른 광량, 패널의 청결도 (당연하지만, 패널이 더러우면 그만큼 효율이 떨어진다. 그래서 영화 '마션' 을 보면 와트니가 태양광 패널을 닦는 장면이 나온다.) 에 따라서 출력량이 급변하기 때문이다. (당연히 판매되는 패널에 적혀있는 출력은 이상적인 상황에서의 수치일테고..) 따라서, 앞서 말한대로 자신의 상황이나 환경에 따라서, 태양광 패널로 얻을 수 있는 에너지의 양을 잘 산출해야 한다.

인터넷을 통해서 여러 전문가들의 의견을 종합해 본 결과, 캠핑카용 태양열 패널로 가장 인기가 높은 Renogy 100W 패널의 경우, 맑은날/대낮기준 약 5~6A (12V) 의 전류가 나오는게 일반적으로 보인다. 이것은 실제 패널의 스펙대비 60~70% 퍼포먼스 이다.

이렇게 인기가 많은 Made in USA 제품 조차도, 표기용량과 실제용량 사이의 갭이 크기 때문에, 제품을 선택할 때에는 확실한 리뷰를 근거로 신중하게 검토해 봐야하며, 특히 날씨 등 변수가 많이 발생할 수 있기 때문에, 배터리 용량보다 상당히 넉넉하게 태양광 패널을 준비하는게 좋다.

[사진출처 : sunreadypower.com]

2. 가격

최근에 태양열 패널의 가격이 많이 하락되긴 했지만, 여전히 패널의 가격과 이것을 구동하기 위한 부가장치인 충전기의 가격은 비싸며, 나름 요즘 크게 성장하는 시장이라 경쟁이 치열해 지고 있기 때문에 제품간 가격격차가 매우 심하다. 따라서, 가격대 성능비를 잘 따져서 제품을 선별해야 한다.

3. 충전기 (Charge Controller)

태양열 패널에서 나오는 전기는 굉장히 불규칙적이다. 태양에너지 자체가 위에서 말한 여러가지 이유로 불규칙적으로 변하기 때문이다. 따라서, 이것을 균일하게 만들어주는 충전기는 필수 장치이다. 보통 50W 이하의 소형 태양광 패널에는 충전기가 일체형으로 되어 있어서, 특별히 고민할 필요는 없다. 그냥 태양광 패널 + 충전기 일체형을 통째로 효율이 얼마가 나오는지 테스트 해보면 된다. 100W 이상의 시스템부터는 충전기에 대해서도 충분히 공부를 하고 설계를 해야한다.

4. 출력전류

외장 배터리를 살펴볼때 나왔던 것과 동일하다. 이게 최소한 2A 를 지원해야지, 배터리가 제대로 충전이 되며, 가급적 2.4A 를 지원하면 더 좋다.

5. 출력단자의 수

만약 30W 패널이고 이 출력이 다 나온다고 가정하자. 외장형 배터리의 전압은 5V 로 고정되어 있고, 전류도 2.4A 이상은 받아들일 수가 없다. 즉 최대 12W 로만 충전이 되기 때문에, 이 이상의 용량을 가지는 패널에서 단자가 한 개 밖에 없다면 그건 낭비다. 쓸데없는데 돈을 쓴게 된다. 물론 이렇게 한심한 태양광 패널은 없다. 이정도 한심하면, 30W 패널이라고 해도 12W 도 안나올게 분명하다.

6. 간섭현상에 대응하는 기능

무슨말이냐면, 태양광 패널위로 구름이나 그림자가 지나가면 그 순간에는 출력량이 급격히 줄어들 것이다. 이건 당연한건데, 문제는 그 후에 그 문제가 해결되면, 즉 구름이나 그림자가 지나가면 다시 원래의 출력을 회복해야 하는데, 생각외로 많은 제품들이 이걸 해결하지 못하는 문제를 가지고 있다. 이 문제가 있다면 그 패널은 거의 쓸모없는 지경이 될 수도 있다. 중간에 한번 머가 슥 지나가거나 구름이 지나가면 그날 충전이 끝난거와 다름없어지는 것이다.

이걸 토대로 수십가지 태양열 패널의 리뷰를 검토했는데, 적합한 제품은 단 한개 뿐이다.

1. Ravpower 15W

최대 출력이 12W 가까이 나온다. 다른 제품들을 검토하면서 엄청 실망했던 차에 발견한 수치라 너무 반갑다. 5V 로 2.27A 가까이 나오기 때문에, (태양빛이 좋은 환경에서) 거의 최대의 효율로 충전을 시킬 수 있다. 충전단자는 두개 제공하지만 큰 의미는 없다. 어차피 전체 출력이 2A 수준이기 때문이다. 가격도 $50 으로 소형 태양광패널 + 충전기 일체형으로는 저렴한 가격대에 들어가 있다.

[사진출처 : www.ravpower.com]

2. Solar Paper

번외로 한 제품을 더 살펴본다. 한국기업 YOLK 인데, 킥스타터 캠페인을 통해서 꽤 유명해진 회사다. 아주 작은 크기의 2.5W 짜리 태양광 패널에 자석이 붙어 있어서, 이것들을 이어 붙여서 원하는 용량의 패널로 만들 수 있다. 기본 패널의 크기가 작기 때문에, 여러 개를 이어붙인 대용량의 패널을 휴대할때는 겹쳐 접어서 아주 작은 크기로 휴대할 수 있는 장점이 있다. 스펙도 실제 동작하는 스펙이라서 햇빛만 좋으면 패널당 2.5W 가 거의 다 나온다고 한다. 따라서, 크기대비 상당한 효율을 가지는 제품이고, 작은 패널을 붙여달아서 상당히 큰 용량의 패널로 조립해서 사용하는 컨셉도 유용하다. (6개의 패널을 이어붙인 15W 짜리 제품 패키지도 파는 것으로 봐서, 15W 가 가장 효율적인 대용량 조합인 것으로 보인다.)

문제는 가격, 2.5W 패널이 $50로 위에서 소개한 Ravpower 의 15W 와 유사한 가격이다. 6개를 이어붙인 15W 모델이 $270이니, 약 5배의 가격이다. $270 이면 100W 짜리 대형패널 2장과 충전시스템을 구매해서 200W 짜리 충전 시스템을 구축할 수 있는 가격이다. 따라서, 가격때문에 탈락!

생각외로 100W 이하의 제품군에서는 제대로 된 효율을 내는 제품이 없었다.

심지어는 SunKingdom 에서 나온 39W 짜리는 $130 이라는 높은 가격에도 불구하고 13W 밖에는 나오지 않았다. 위에서 선정한 Ravpower 15W 와 거의 차이가 없다. 더군다나 이 모델은 출력이 1A 도 되지 않는다.

대부분의 제품들이 15W 에 몰려있는 이유는 있다. 이들 제품들은 12V 배터리를 충전할 수는 없는 레벨이고, 오로지 USB 배터리나 핸드폰을 직접 충전하는 용도들인데, 어차피 USB 배터리는 5V/2.4A 로 입력전력이 고정되어 있고, 이건 12W 밖에 되지 않는다. 따라서, 이 출력에 맞춰서 제품을 만드는게 확실히 현명한 방법은 맞다고 할 수 있다. 2개의 단자에서 12W 씩 출력하는 30W 급의 패널을 만든다고 생각해보자. 이건 가격이 100불에 육박하게 된다. 이미 시장에서 중요한 제품군을 형성하고 있는 100W 패널의 경우, 100불 초반에 패널가격이 형성되어 있기 때문에 (물론 패널만 이지만) 30W 급의 100불짜리 패널+충전기는 시장성이 없다고 보는게 맞겠다.

아쉽지만, 15W 짜리 제품 2개로 20,000mAh 배터리 2개를 커버하기로 한다.

물론 15W 제품 2개로 20,000mAh 배터리 2개의 완충은 어렵다. 실효 맥시멈 와트수인 12W 로 5시간을 구동해 봤자 60Wh 인데, 이 또한 날씨나 여러가지 변수가 생기면 줄어들 수 밖에 없기 때문이다. 어차피 필요한 5V 전력량을 넉넉하게 계산했기 때문에 큰 무리가 없지 싶기도 하고, 만약 모자랄 경우는 12V 시스템의 도움을 받으면 되니까 큰 문제는 없다. 현재 시장 상황에서는 가장 가격대 성능비가 뛰어난 합리적인 방법이다. 여기에 불필요한 자금을 투입하는 것 보다는 12V 시스템에 투입하는 것이 낫다. 어디까지나 5V 시스템 설계는 가격대 성능비가 높아야지만 가치가 있는 것이다.