DIY - 캠핑카 태양광 충전기, 솔라 패널 선택 RV Solar Panel
이전에 쓰던 캠핑카에서는 G27 (110ah) 배터리와 40W 솔라 패널 두 장으로 2박 3일은 버틴 것 같았는데... 이번 캠핑카에서는 G24 (95ah) 배터리로 2박을 온전히 나지 못 한다는 것을 깨달았다. 이에 솔라 패널을 추가하게 되었는데...
계산상의 사용과 현실의 사용에 어느 정도 차이가 있는지 확인해보는 포스팅을 할까 한다. 제목은 "DIY - 태양광 충전기, 솔라 패널 선택 RV Solar Panel"로 붙였는데, 대략적인 솔라 패널 W 수를 결정하는 데 도움이 되었으면 해서 쓴다. 크면 클수록 좋겠지만... 그럴수록 휴대성이 떨어지니...
시작하기 전에 왜 지붕에 부착을 안 하느냐 등의 질문은 피해 주기 바란다... 이동네 우박이 잦고, 심해서... 지붕도 박살 나지만, 솔라 패널쯤은 순삭이라... 조금 귀찮지만, 항상 캠핑 갈 때 배터리에 연결해주는 방식을 고수한다. "DIY - 캠핑카 솔라 패널 부착" 이 아니라 실망하신 분은 다음 기회에... (무적천위가 은퇴하면, 우박 없는 미국 피닉스나 이런데 이사 가려고 한다... 그때쯤 부착해 볼 의향이 있음.)
아무튼 대부분의 캘거리 사람들이 다 따로 쓰지 지붕에 붙인것은 많이 못 봤다. 아래 사진은 2017년 8월 Aspen Beach 캠핑 사진인데, 보통 저렇게 둔다.
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1. 이론: 일단 Coleman 40W 솔라 패널이 충전할 수 있는 최대 12V 배터리 AMP는 콜맨 제조사가 밝힌 바로는 2.3 amp이다. 이 말은 곧 2장의 40W 솔라 패널은 4.6 amp의 전기를 생산하고, 배터리를 충전한다는 계산을 했다. 설마 많이 떨어져 봐야 4 amp씩은 나오겠지라는 계산이었는데...
Maximum power output: 40 Watts and 2.3 Amps under ideal conditions... under ideal conditions... under ideal conditions... 아마 사막에서나 가능하지 않나? ideal conditions?
(무적천위는 배터리나 전기 공학자가 아닌, 평범한 경영학과 졸업생이므로, 17V 2.3amp인 지 12V (13V) 2.3amp 인지하는 계산은 접어두자... 어디까지나 중요한 것은, 나의 RV에 소모되는 배터리는 대략 얼마이고, 어느 정도 패널을 요구하는지에 대한 고찰에 가깝다. 3장으로 뻐기냐? 4장으로 뻐기냐의 문제...)
이번 테스트에서 사용한 멀티 미터기의 수치들이다. 솔라 패널에서 바로 나오는 전압은 20.7 V, 차지 컨트롤러를 통해서 나오는 전압은 13.8 V, 차지 컨트롤러를 통해서 나오는 전류는 1.0 Ampere
이전까지 확인하지 않았을 때는 그게 4 amp였던, 2 amp였던 중요하지 않았던 이유는 바로 사용 시 문제가 없었기 때문이었다. 2박 3일 동안 배터리에 아무런 문제없이 썼다 = 곧 나에게는 솔라 패널 2장이면 충분하다.라는 계산이었다.
실제로 작년(2016년)에 두 장으로 충분했음.
2. 실제: 전반적인 테스트도 할 겸, 캠핑카를 바꾸고고 첫 캠핑에서 배터리에 솔라 패널을 걸지 않고 써봤을 때... 대략 오후 5~6시 도착해서 1박 2일차 까지는 문제가 없었으나, 2박 3일차 새벽 3시쯤에 추워서 일어나게 되었다. 더 이상 배터리가 작동하지 않아 Furnace가 멈췄다 (모든 전기기구가 다 멈춤).
대충 시간상으로는 총 30~33시간 만에 배터리가 다 나간 것으로 계산했다. (사이즈의 차이가 Furnace 작동 시간에 영향을 미친 것인지? 잘 모르지만, 이전의 RV에서는 2장으로 배터리가 나가는 일은 없었다. 이전의 RV는 22ft, 지금은 26ft)
두 번째 케이스는 이번 캠핑에서 패널을 두 장 물렸는데, 한 장이 몰펑션이었다. 한 장의 배터리 차지 컨트롤러가 쇼트 나서 충전이 되지 않았던 것인데. 하루를 물려놓았고, 대략 배터리 방전 시간은 새벽 6시가량이었다. 오후 6시 이후에 도착했으니 이 또한 길게 보면 33~36시간 정도로 약 3시간 정도의 오차가 있지만, 빠지는 앰프 수는 비슷하다고 계산을 하고...
3. 솔라 패널 없이 빠지는 앰프 수는 얼마나 될까? 아무런 특별한 조작 없이 Boondocking 시에 30시간 만에 배터리가 나간다면, 90앰프 짜리 배터리가 빠지는 속도는 대략 시간당 3앰프 정도로 계산을 했다. 물론 90앰프가 100% 다 쓰이는 것인지... 아니면 12V에서 모든 전기 기구가 멈춘 것인지(12V 면 배터리 용량의 50% 정도로 90앰프라면 45앰프로 계산을 해야 하는 것인지...)에 대한 정확한 수치는 알 수가 없다. 일일이 재본 것도 아니고, 어떻게 재는지도 모르고...
이번 실험에 사용된 배터리는 코스트코 딮사이클 배터리로, 95 AMP/H라고 표기가 되어 있다...
대충 알아본 바로는 프로판가스 디텍터는 24시간 돌아가고 시간당 1앰프를 빼먹는다고 한다. 냉장고는 24시간 돌아가는 것은 아니지만, 대략 2~3앰프 (돌아갈 때만), 워터펌프는 약 2앰프 (돌아갈 때만)라고 하는데, 전반적으로 수치를 평균을 내서 가설을 세웠다.
"90앰프를 30시간에 소모했던 것이면, 시간당 3앰프를 소모 한 것이고, 45앰프를 30시간에 소모했던 것이면, 시간당 1.5앰프를 소모 한 것이다." (위의 코스트코 배터리를 90앰프라고 치고)
"90앰프 배터리를 쓴다 치고, 패널 2장으로 3앰프를 충전할 수 있다고 가정하면, 1일 최대 8시간의 태양이 떠 있다고 계산하고, 1일 총량은 24앰프를 충전, 기타 시간은 빼먹기만 한다고 가정하면, 1일 24시간 중안 3앰프를 빼먹는 첫날은 6시부터 다음날 오전 6시까지 12시간 36앰프를 빼먹는다고 치자. 8시간은 충전과 방전이 동일한 3앰프라고 가정하고, 이후 다시 6시부터 12시간 36앰프를 빼먹는다고 치자. 72앰프를 먹은 상태로 3일차 아침이 밝아 6시면 다시 충/방전이 동일한 3앰프라고 친다면, 남은 앰프는 90-72=18 앰프로, 오후 6시 이후 다시 6시간가량 (12시) 사용이 가능하다는 결론이 나온다."
얼추 무적천위의 시간과 동일하게 맞아 들어간다고 본다. 2박 3일시 3일차 새벽에 나갔으니...
4. 문제는 이 솔라 패널의 충전인데... 무적천위의 실험 결과 화창한 날 땅에 던져둔 솔라 패널의 출력은 1앰프에 미치지 못 했다.
거의 수평으로 던져둔 (아마 RV에 설치하면 저렇게 설치가 되지 않을까?) 솔라 패널의 출력은 1 amp
무적천위가 흔히 두는 포지션인 다리 하나 내리고 세워두는 포지션에서의 출력은 대략 1앰프라고 치고, 지금까지 2개의 패널로 충전을 했으나, 위에 언급한 대로, 한 장이 몰펑션 (차지 컨트롤러 쇼트) 2박 3일 만에 배터리 방전...
태양을 향해 발판을 올린 상태로는 1.33 amp
하늘 맑고 작열하는 태양의 우리 동네에서 쨍쨍 내려쬐는 저 태양으로 패널을 아래위로 조절하면 최대 1.49 amp까지 나온다... 2.3 amp는 어떤 태양광을 받아야 나오는 거냐?
하지만 어느 정도 시간은 지연했다 해야 하나? 이전에는 새벽 3시 이번에는 새벽 6시로 3시간 정도 늘려 줬으니... -_-;;;
5. 결국 제너레이터냐, 솔라 패널이냐의 고민 끝에 제너레이터의 가격과 무게에 (3000W 급으로 대략 $6~700 스타팅, 가격보다 40kg이 넘어가는 무게가 더 걸림돌) 마침 캐나다 150 기념 세일을 하는 솔라 패널 2장 추가하게 되었다. (에어컨과 마이크로웨이브를 제외한 나머지는 배터리만으로 구동이 가능한 대다가, 캘거리 주변의 캠핑은 에어컨을 쓸 일이 없다... 여름이지만 밤에 난방이 걱정이지, 낮에 무더위가 걱정이진 않으니... 30도만 넘으면 Heat Warning 뜨는 도시라 -_-... 미국은 죄다 풀 서비스 RV park로 가면 되고...)
제너레이터나 솔라 패널이나 일반적으로 가격 차이는 없다... 다만... 너무 무겁다... 제너레이터는... 저 무거운 것을 내가 다 들고, 작동하고 해야 하나… 싶어서 아직 구매는 안했음… 할지도 모르지만… (솔라 VS 제네레이터 = 손이 많이 안감 VS 기름값, 메인터넌스, 무거움 하지만 편리함)
테스트는 이전 패널의 차지 컨트롤러 고장으로 3장만 사용해서 실전 테스트를 하게 되었는데. 결과부터 말하면, 썩 좋은 햇볕이 아니었음에도 불구하고, 3박 4일을 배터리 한 개로 가능하게 되었다. 설치는 1박이 지나고 다음날 오전에 했고, 총 충전 시간은 대략 2박 3일이었고, 마지막 날까지 배터리는 약하지만 살아 있었다.
캠핑장에서 필드 테스트 중이다... 실제로 한 장에 0.16 amp 그늘이 져서 그렇다지만... 어이없는 결과...
캠핑장에서는 생각보다 태양광을 받기가 힘들다... 거의 나무로 둘러싸여 있어서...
대충 계산으로는 개당 1~1.5앰프로 한 5시간 피크로 보고, 3개당 한 1앰프로 7시간을 대충 계산해 보자면... 시간당 3앰프를 빼먹었다 치더라고, 낮 시간대에는 대충 2앰프 7시간을 소모했다 치고, 4.5앰프 씩 5시간이라면, 1.5앰프 씩 5시간 충전으로 7.5앰프가 들어갔다고 가정할 때, 14앰프 소모에 7.5앰프 충전으로 6.5앰프 소모가 낮 전체 시간의 소모량이지 않을까 한다. 즉, 밤 12시간의 소모량을 3*12=36 앰프로 했을 때, 90앰프가 소모할 시간은36+6.5+36+6.5=85앰프로 2박 3일차에 사망을 해야 한다는 계산으로 3박차 밤에 배터리가 사망한다는 계산이지만, 실제로는 3박 4일을 간신히 버텼으니... 대략 낮 시간에는 배터리 사용량보다는 충전 량이 더 높다는 결론이 섰다. (낮에는 난로가 작동을 안 하니, 기본적인 앰프 소모는 프로판 디텍터와 간간이 쓰는 워터 펌프 정도가 아닐까... 그렇다면 실제 계산보다는 충전이 더 된다는 가정...) 아니면 앞서 말한 대로 45앰프 소모라면, 오히려 3박 4일간 사용이 가능했던 것이 어느 정도 충전이 들어간다는 결론이 섰다.
6. 결론, 이 글의 결론은, 계산상의 사용과 현실의 사용에 어느 정도 차이가 있는지 확인하는 것이다. 40W 짜리 솔라 패널 1개는 2.3앰프 피크로 표시가 되어 있지만, 정말 맑은 날 솔라 패널이 뜨거워져서 계란 프라이라도 해 먹을 정도가 아니면 2앰프도 안 나오는 것을 이미 확인 한봐, 1~1.5앰프로 계산을 하면, 즉 피크의 70% 정도만 보고 계산을 하면 될 것 같다. 40W*4장=160W라면, 2.3*4=9.2 앰프보다는 6.4앰프 정도. 줄여서 6앰프 정도만 충전이 된다고 생각을 하는 것이 맞지 않을까 한다.
이제 두 번째 필드 테스트를 나갈 시기들이 다가온다. 2박 3일의 밴프 캠핑 + 2박 3일의 레이크 루이스 캠핑, 총 4박 5일의 여정은 솔직히 테스트를 못 할 것 같다. 레이크 루이스 캠핑이 전기 사이트라, 배터리가 충분히 살아남으리라는 계산이 서고 있고, 이후에 있을 8월 3박 4일 재스퍼 캠핑 + 2박 3일 걸 레이크 캠핑이 총 5박 6일의 Boondocking이라 아마 최후의 테스트가 될 듯하다.
물론 이 시기는 온라인 주문해놓은 20A Charge Controller가 도착해서 총 4장의 솔라 패널을 쓰지 않을까 예상은 하고 있다. 만약 주문한 제품이 도착을 안 하면, 간다 간당하지만, 여전히 3박 4일을 버틸 수 있다면, 더 큰 여분 배터리를 들고 가기 때문에 (파워 뱅크처럼 쓰는 배터리가 여분으로 하나 있다) 아마 큰 문제는 없으리라 본다. 후기는 8월에 다녀와서 남기리라.
UPDATE: 캠핑은 다녀왔고, 타이밍이 맞아 떨어져서 차지 컨트롤러도 배송이 되어서 제작도 마치고 필드 테스트 까지 완료 하게 되었다. 제작 및 사용기는 상단의 차지 컨트롤러 와이어링 편을 참고 하길 바란다.
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