 | 태양광 발전기 교과서 -  나카무라 마사히로 지음, 이용택 옮김, 이재열 감수/보누스 |
만일 비상 사태가 발생하여 전원 공급이 끊긴다면 어떻게 될까. 몇해전 한여름 전력 공급이 아슬아슬한 상황에까지 갔었던 걸 생각하면 이런 일은 언제 어떻게 닥칠 지 모른다는 걸 염두에 둘 것을 경고한다. 실제로 2003년 미 북동부에서 이틀동안 발생한 대규모 정전이나 천재지변에 의한 정전이 하루 이상 지속되었을 경우, 우리의 삶은 엄청난 불편을 겪게 된다. 전쟁이나 비상사태에 대비한 먹을 것, 입을 것, 약품 등의 용품은 준비해둘 수 있지만, 가장 중요한 건 캄캄한 밤 한 마디의 소식이라도 들을 수 있는 라디오 공급 전원과 스마트폰을 켤 수 있는 전력 등이다. 때로 오지에 멋있는 집을 짓고 사시는 분들 중에서도 태양광이나 기타 여러 방법으로 자가 발전을 하는 경우가 있는데, 전력이 제공되지 않는 사이트로 캠핑을 갈 때도 간단하게 전기를 만들어 쓸 수 있는 방법이 있다면 좋겠다는 생각을 해왔었다. 보누스의 교과서 시리즈는 지난 번 <자동차 구조 교과서>와 <자동차 동작 교과서>를 통해 매우 만족스럽게 읽던 참에 신간 <태양광 발전기 교과서>이 나와 읽었다.
이 출판사의 교과서 시리즈가 쓱 읽을만한 컨텐츠가 아니라, 교과서처럼 차근차근 이해해가며 읽는 게 바람직하지만, 직접 만들어 쓰는 우리집 전기 에너지라는 부제에 눈이 확 트여서 태양광 자가 발전의 활용범위가 어느 정도될지를 가늠해보기 위해서 대충 이해안가는 부분은 눈으로만으로도 전체적으로 훑어보았다. 요즘은 뭐든지 자가로 하는 시대여서 별의 별것들을 직접 다 손으로 만들어 뽐내지만, 태양광을 발전 시스템까지 DIY가 가능하다니 그것 자체가 놀라왔다. 전기에 대해 너무 문외한이라, 좀 이해가 안가는 부분도 많았지만, 그런 부분은 전압과 전력 등을 계산하는 부분이고, 대부분은 사진과 그림이 상세하게 나와있고, 깊은 지식이 필요로 하지 않아서 읽기에는 재미있었다.
우선 좀 놀랐다. 태양광 발전 시스템이 이렇게 간단하게 조립 가능하다는 데 놀랐고, 작은 크기의 태양광 발전이 가능하다는 것에 놀랐고, 직접 작업하면 저렴한 가격으로 시스템을 구축할 수 있다는 데 놀랐다. 물론 책에서 다루는 태양광 패널은 용량이 5W짜리다. 여기서 5W라고 하는 것은 정격 출력 5W 짜리태양광 패널을 이용해서 만드는 자가 발전기다. 그런데 정격출력을 발전하는 시간대는 태양이 하늘의 한가운데에 떴을 뿐이고, 날씨나 해의 움직임을 고려하면 흐린날의 경우 1W의 발전량밖에 얻지 못한다. 이것으로 무엇을 할 수 있나. 물론 없다. 그런나 이 전기를 배터리에 모아두면 얘기가 달라진다. 책에서는 자동차용 배터리(용량 28Ah)를 쓴다. 일주일동안 좋은 날씨가 계속되면 이 배터리를 가득 채울 수 있고, 그 용량으로도 긴급상황이나 캠핑 등에 사용이 가능하다.
여기서 소개하는 5W 짜리 자가 발전소에 필요한 부품과 용도, 구입가격(한국)는 다음과 같다.
1. 태양광 패널 (최대출력 5W) 8,800원
태양전지로, 반도체 물질의 광기전 효과를 이용해 햇빛을 전기로 바꾼다. 최소단위는 셀, 수십장의 셀을 이어붙여 모듈을 만들고, 모듈을 조합해 어레이를 만든다. 5W짜리의 경우 A4 종이 사이즈보다 작다.
2. 충전컨트롤러(최대전류 4A) 26,000원
태양광 패널로 얻은 전기가 배터리에 충전될 때 일정 전압이 넘어서면 과충전을 방지해서 회로를 차단하는 기능을 한다. 과방전 방지 및 기타 기능이 추가된 것도 있다.
3. 자동차용 배터리 58,000원
자가발전을 위한 배터리로 자동차에 사용되는 배터리를 사용하는데, 여기서는 40B19L 규격의 12V 축전지를 사용한다.
4.DC-AC 인버터 150W 20,000원
일본 가정에서 쓰는 전원은 교류 100V(한국 220V)인데 배터리에서 출력되는 전기는 DC12V이다. 따라서 가정에서 사용이 가능하도록 DC-AC 인버터를 연결해야 가정용 전기제품을 쓸 수 있다. 그런데 인버터에서 출력되는 전기는 정현파와 유사정현파가 있으므로 만일 유사정현파로 출력되는 DC-AC인버터를 사용하면 정현파만 사용하는 가정용 제품을 쓸 수 없는 경우가 있는데, 정현파 출력 인버터는 비싸므로, 생산된 전기로 무엇을 할 것인가를 생각하고 인버터를 연결해야 한다. 필자의 경우 LED 티브이와 스마트폰 노트북 등은 유사정현파로 문제없이 사용했으나 플라스마 티브이에는 잡음이 발생했다고 한다.
5. 배선용 케이블 1,000원
저자는 이렇게 만든 5W 짜리 소형 발전소에서 만든 1주일동안 완충한 전기로 무엇을 했을까. LED 티브이를 5시간 25분을 보았다. 실제로 응급상황에서의 경우라면, 100V의 LED 전구 1개를 5시간 점등하고, 노트북을 1.5시간 켜고 인터넷 접속하고 스마트폰 1대를 매일 충전하면 3일을 버틸 수 있는 양이다.
좀더 광범위한 전기를 사용하기 위해 800W 정현파 출력 인버터를 사용했는데, 소비전력 650W 짜리 팬히터의 점화에 성공했고 이후 소비전력이 21W로 내려갔고 급탕도 가능했다. 다음에는 소비전력이 큰 가전제품에 도전한다. 520W 세탁기를 40분동안 돌려 빨래를 했고, 소비전력 100W(전열장치 165W)의 냉장고를 300W 인버터로 돌렸는데, 15분이 지나서 인버터가 덜컹거렸다. 인버터를 800W로 바꾸자 문제 없이 돌아갔다. 그러나 에어컨이나 커피포트, 드라이어 등은 사용이 불가능하다.
이렇게 자가발전을 하는 것은 저렴한 가격으로 전기를 사용할 수도 있고, 유사시에 이용할 수도 있으나, 각종 안전 사고에 주의해야 한다. 배터리는 수소 폭발의 위험이 도사리고 있으므로 구조를 잘 이해하며 관리해야 한다. 유사시가 생기지 않아 그대로 방치하는 경우, 고장나서 정작 유사시에는 못쓰는 경우도 있으므로 1년에 한 번씩 방재 훈련을 해야 한다. 책의 저자는 단지 유사시 뿐만 아니라 일상에서 TV 보기나 안마기 세탁기 등을 돌릴 때 알뜰하게 사용하고 야외 생활을 할 때에도 유용하게 사용한다고. 부록으로 완전 독립형 가로등 제작 방법이 나와있다. 한편 이런 DIY가 어렵게 느껴진다면 정부 보조금(한국)을 받을 수 있는 태양광 주택지원 사업이나 베란다 태양광 발전기를 고려해볼 수 있다. 서울을 비롯한 9개 도시에서는 베란다 태양광 발전기 설치비의 50~70%를 지원한다. 주택사업과 태양광 대여 사업도 알아볼 수 있다. 또한 전국 여러곳에 태양광 협동 조합이 있으므로 관심있는 독자들은 참조 가능.
출처 예스24블로그http://blog.yes24.com/document/8515426