#21. 12V 리튬이온 배터리의 선택
꾸는 꿈이 아닌, 이루는 꿈!
현재 나와있는 12V 리튬이온 배터리 중에서 쓸만한 제품을 조사해보았다.
2014년 까지만 해도 시장에 쓸만한 캠핑용 리튬이온배터리도 드물고 가격도 비쌌었지만, 2015년을 지나면서 좋은 제품들이 본격적으로 쏟아져 나오고 있다. 2-3년만 지나면 부담없는 가격으로 높은 용량의 배터리를 구매할 수 있을 듯!
1. Smart Battery : 캠핑용 리튬이온배터리 전문회사로, 직접 생산한 고품질의 배터리 셀로 배터리를 만들고, 배터리 컨트롤러도 내장하고 있다. (앤간한 배터리 회사들은 배터리 셀을 다른 회사에서 사서 조립하는 경우가 대부분) 100Ah 용량 (1.2kWh) 의 배터리 가격은 1300불. 여기에 세금을 더하면 한화로 약 170만원이 된다. 상당한 고가다.
하지만, 추가로 배터리 컨트롤러를 연결할 필요없이 깔끔하게 충분한 양의 배터리 시스템을 만들 수 있으며, 특히 3,000 ~ 5,000 회 사용이 가능하다는 것은 큰 장점이다. (보통 리튬이온배터리의 수명은 2,000회 정도) 반면, 배터리 컨트롤러를 내장하고 있긴 하지만, 상태 모니터링이 안되기 때문에 (충전속도, 방전속도) 별도의 모니터링 시스템을 구축해야 하는 단점이 있다. 심지어는 배터리 잔량도 표기가 안되는 것 같다. 이건 심각한 단점이다.
2. Lycan Powerbox : 캠핑용 태양열 패널의 선두주자인 Renogy 에서 새롭게 내놓은 배터리 + 컨트롤러 + 인버터 일체형이다. LiFePO4 배터리와 배터리 컨트롤러는 물론, 태양열 패널을 연결하기 위해서 반드시 필요한 충전 컨트롤러에, 110V 가전제품을 위해서 꼭 필요한 인버터까지 내장한 그야말로 올인원 배터리 시스템이다. 현재 인디고고에서 캠페인이 막 종료되었으며, 1800불짜리 제품을 1100불에 파격 할인판매 중에 있다. 사실, 이 제품을 본 순간, 이거다! 라고 외쳤으나, 2가지 이유때문에 캠페인에 참여하지 않았다.
첫째는 배터리 용량이 900Wh 밖에 안된다는 것이고 (실제 가용 용량은 750Wh 정도로 봐야한다.) 둘째, 너무 무겁다. (무려 30kg..) 하지만 가격대 성능비로는 최고이고, 모든게 다 들어있기 때문에 태양열 패널만 구매하면 12V 시스템 셋업이 끝난다는 점은 정말 큰 매력이다.
12V 배터리 및 충전 시스템은 생각보다 복잡하다. 배터리 - 배터리 컨트롤러 - 배터리 모니터 - 태양열 충전 컨트롤러 - 태양열 패널, 그리고 이 사이에 무수히 많은 케이블들이 연결되어야 하고, 110V 가전제품을 위한 인버터, 다양한 12V 제품을 꽂기 위한 12V 소켓, USB 충전을 위한 12V-USB 변환기 등 상당히 복잡하고 크고 번거로운 시스템이 구축되어야 한다. 따라서, 태양열 패널을 제외한 이 모든 것이 한개의 박스 안으로 들어간 이 제품은 정말 큰 메리트가 있다고 볼 수 있다. 실제로 최근에 이러한 형태의 제품이 'Solar Generator' 라는 이름으로 많이 출시되고 있다.
배터리 컨트롤러는 배터리의 상태를 모니터하고, 정격전압과 전류만 들어갈 수 있도록 필터링을 해야하고, 극성이 반대로 꽂히는 것에 대한 보호, 합선에 대한 보호, 온도에 따른 보호 등 다양한 기능들이 필요하고, 그렇기 위해선 컨트롤러의 용량과 배터리의 용량의 궁합도 필요하다. 여기에 배터리 잔량표기, 충전 중인 전력량, 방전 중인 전력량 등이 표시되어야지만 현재 배터리 상태를 알 수가 있겠다.
태양열 충전 컨트롤러는 전류 뿐 아니라 전압까지 널뛰는 태양광 패널의 전기를 안정적으로 필터링해주고, 효율을 극대화 해주는 역할을 하는데, 태양열 충전 컨트롤러가 중요한 이유는, 이것이 효율적으로 동작하지 않으면 똑같은 태양광 패널로 충분한 양의 전기를 수급하지 못하고 버리게 되는 양이 상당히 많다는 것이다.
그래서 아는 사람들은 이 컨트롤러만 몇백불 짜리를 쓰게 되는데, 이 과정에서 비용이 효율적으로 투입되기 위해서는 정확히 필요한 기능과 용량을 가지고 효율을 극대화 할 수 있는 모델을 잘 선택해야 한다. 그래서 이런 부분이 어려운 것이다. 또한, 딥싸이클 배터리를 위한 충전 컨트롤러와 리튬이온 배터리를 위한 충전 컨트롤러의 역할이 조금 달라지기 때문에 이것도 고려해야 한다.
실제로 12V 배터리 시스템을 구축하기 위해서는 상당히 많은 지식과 고민과 비용과 설비가 필요하게 된다. 그런면에서, 요즘 많이 출시되고 있는 '올인원' 방식의 배터리 시스템이 가지는 장점은 매우 크다고 할 수 있다.
[어느 캠핑카의 배터리 시스템 배선]3. mPower M24 : 위의 제품보다 더 진일보한 일체형 시스템이다. 태양열 패널뒤에 배터리와 모든 부속장비들을 넣어서, 그냥 이거 한개로 다 끝나는 제품이다. 이건 마치 본체/모니터/스피커를 일체형으로 만들어서 케이블을 없애버린 아이맥과 같다. 이것도 본 순간, 이거다! 를 또 외쳤다.
가격도 Lycan 과 비슷하다. 100Ah (= 1.2kWh) 배터리 + 200W 태양열 패널의 시스템이 1800불. Lycan 의 경우 배터리 1100불에 100W 태양열 패널 2개를 합치면 1500불이 되지만, mPower 의 경우 배터리 용량이 100Ah 이기 때문에 가격은 거의 같은 셈이다. 하지만, 역시 3가지의 단점이 있어서 후보에서 탈락되었는데,
첫째, 일체형이기 때문에 생기는 불편함이 크다. 일반적으로 배터리는 캠핑카의 구석에 짱박아 놓고 선만 빼서 필요한 장치를 연결하고, 태양열 패널은 지붕에 고정하거나 휴대용으로 야외에 펼쳐서 사용하게 되는데, 이 mPower 제품은 지붕위에 고정시키는 것은 불가능하고 (무겁기도 무겁지만 도난의 우려가 더 크다.) 매일매일 무거운 장비를 통채로 설치/해체를 반복해야 하는 번거로운 컨셉이다. 가만히 생각해보면 정말 무쟈게 불편한 컨셉이 된다.
둘째, 차에서 충전이 안된다. 캠핑카 지붕에 태양열 패널을 고정하지 않는 한, 차가 이동할때에는 충전을 할수가 없다. 이 때에는 차량 시거잭을 통한 충전이 되어야 하는데 이건 그 기능을 지원하지 않는다.
세째, 처음보는 회사이다. 회사가 없어져 버리고 나면 나도 망한다. 제품이 고장나면 버려야 한다. 일체형이기 때문에 배터리 셀의 교체도 반드시 이 회사를 통해서 해야한다. 신뢰도 없는 회사의 제품을 사는 것은 여러가지로 위험도가 높다.
4. Anker Powerhouse : USB 보조배터리로 유명한 Anker 에서 최근에 재미있는 제품이 나왔다. Powerhouse 라는 배터리/컨트롤러/충전컨트롤러/인버터 일체형인데, 용량은 400Wh 로 대략 위의 제품들의 절반보다 조금 더 작지만, 크기가 매우 작고 무게가 정말 가볍다. (무려 5kg!) 30kg의 Lycan 과 비교해보면 용량이 절반인 것을 고려하고 계산해도 3배나 차이난다. 더군다나 디자인과 제품재질이 너무 좋아서, 이것도 보자마자, 이거다! 를 외쳤다. ㅡㅡ;;
여러가지 단점이 많음에도 불구하고, 어떻게든 이 제품으로 가려고 참 노력을 많이 했지만, 며칠 뒤 정신차리고 이것도 후보에서 내렸다. 단점은 꽤 많은데,
첫째, 용량이 작다. 목표량인 1kWh 를 만드려면 2대로도 부족하다 3대가 필요하다. 사실, 이게 2-3대가 되면 가격대비 상당히 비효율이 되버리는데, 굳이 불필요하게 인버터/배터리컨트롤러/충전컨트롤러를 3대를 구입하는 것이 된다. 심지어는 데이지체인 (같은 제품 여러대를 연결해서 한대처럼 쓰는 것) 기능을 아예 지원하지 않는다. 따라서, 여러개의 배터리를 연결해서 한개인 것처럼 관리하는 것이 불가능하고, 400Wh 짜리 3개를 따로따로 운영해야 하는데, 이건 절대 네버 안된다. 충전도 매일매일 시간대를 나눠서 따로따로 해줘야하고, 전기 사용도 그때그때 스위칭 해줘야 한다. 그렇게는 살 수가 없다.
둘째, 태양열 패널을 같은 회사에서 나온 전용 패널만 사용할 수 있다고 하며, 아직 제품도 출시가 안되어 있기 때문에, 얼마나 효율적이고 가격이 좋은지 아예 알 수 조차 없다.
세째, mPower 와 마찬가지로 자동차에서 충전이 안된다.
1.2kWh 짜리 상위제품이 나오고, 이에 걸맞는 적당한 태양광 패널까지 출시된다면, 무조건 이 제품으로 가고싶다.
5. Inergy Kodiak : 위의 단점들을 대부분 커버하는 제품이다. 먼저 1.1kWh 의 충분한 용량에, 가볍고 (10kg), 올인원 타입에 (태양광 패널빼곤 다 있음), 자동차에서도 충전이 되고, 전용 태양광 패널 외에도 다양한 태양광 패널을 연결해서 사용할 수 있다. 더 나아가서 데이지체인을 지원하기 때문에 어떠한 배터리라도 (즉, 자사의 같은 제품이 아니더라도) 병렬로 연결하면 모든 컨트롤러가 전체 배터리에 대해서 동작하기 때문에 아주 저렴한 비용으로 배터리 용량을 늘릴 수가 있다는 커다란 장점이 있다.
하지만, 이 제품에도 치명적인 단점이 딱 한개 있으니, 그건 바로 가격이다. (항상 이런 식이다..) 1,400불이다. Solar Battery 보다는 싸지만, 다른 모든 제품보다 비싸며, 특히 전용 태양광 패널이 너무 비싸다. (이건 다음회에서 다룬다.)
하지만, 현재 나와있는 제품 중에서 가장 잘 만들어진 제품이고, 직접 시스템을 구축하는 비용보다는 싸기 때문에 (배터리, 컨트롤러, 인버터, 커넥터, 케이블 등을 따로따로 구매해서 구축하는 것이 훨씬 비싸다.) 일단 이것으로 결정하고 천천히 좀 더 시간을 가지고 새로 나오는 제품들을 찾아보는 것으로 한다.
참고 : 배터리의 직렬 연결, 병렬 연결
아마 초등학교 물리시간에서 배웠던 것 같은데, 같은 용량의 배터리를 병렬로 연결하면 전압은 같고 전류가 2배가 되고, 직렬로 연결하면 전류는 같고 전압이 2배가 된다.
전압은 배터리와 가전제품 사이의 약속이다. 110V 제품을 220V 에 연결하면 제품이 망가진다. 따라서, 여러대의 배터리로 배터리 시스템을 구축하는 경우 직렬로 할 것인지 병렬로 할 것인지를 잘 판단해야 한다.
12V 배터리가 4개 있다면, 이건 전체를 병렬로 연결하면 된다. 개별 배터리의 용량이 1kWh 라면, 총 4kWh 의 12V 배터리가 되며, 이것은 4kWh 짜리 12V 배터리 한개와 100% 동일하게 된다.
리튬이온배터리가 아닌, 딥싸이클 배터리로 골프카트에 쓰이는 6V 배터리를 많이 쓰인다고 언급했었다. 이 배터리들을 사용해서 시스템을 구축할 경우, 직렬과 병렬을 병행해야 한다. 먼저, 6V 배터리 2개를 직렬로 연결해서 12V 를 만든 다음 (이때 전류는 동일하다.) 이 2개를 세트로 해서 병렬로 연결하면 12V 가 유지되면서 전류는 2배가 될 것이다.
살펴본대로, 이미 캠핑용 리튬이온 배터리 시장은 본격적인 성장세에 있다. 따라서, 불과 1-2년 전과 달리, 배터리 컨트롤러와 태양열 충전 컨트롤러에 대한 복잡한 고민과 예산편성, 시스템 구축에 대한 고민없이 편리하게 쓸 수 있는 컴팩트한 제품들이 쏟아져 나오고 있기 때문에, 마치 USB 배터리를 구매하듯이 저렴하고 간편한 일체형 시스템을 구매하는 것이 무조건 정답이라고 할 수 있다.
다만, 아직도 가격대는 부담스러운 가격대에 위치하고 있다. 향후 2-3년 내에 100만원 이하로 떨어질 것으로 보이기 때문에 시간을 가지고 천천히 지켜볼 필요도 있겠다.
