일체형태양광가로등의 단점/설치방법.(올인원가로등의 단점/설치방법)

[TDMallN]

                          (그림 1)

일체형태양광 가로등의 단점은 말 그대로 일체형타입이기 때문이다. 하지만 가격면에서 상당한 이점이 있고, 한국의 태양광가로등 처럼 단순히 100%밝기만을 유지할 필요가 없기 때문에 디밍기능으로 태양과 패널과 배터리를 축소 시킬 수 있는 효과가 있다. 패널과 배터리 사양으로는 아무리 계산기를 두들겨 봐도 이해가 안되는 방식. 그것이 디밍기능이다. 물론 스펙이 맞지 않아서 풀차징(만충전)후 6~12시간 까지만 사용하는 제품도 있다.

이는 상세설명을 잘 확인 후 구매해야 할것이며, 상세 설명이 없는 경우는 최소한 태양광패널의 용량과 배터리 용량을 맞춰봐야만 한다. 일반적으로 10W,50W,100W라고 표기한것은 조명의 밝기를 표기한 것이 아니라 LED-Chip의 최대 출력을 적은 경우가 많다. 예를들면, 태양광투광등의 상품을 보면, 어떤 제품은 100W라고 표기된것이 있다. 이런 제품의 경우 태양광 패널이 최대크기가 50W를 벗어나지 않는다. 또한 18V 50W 패널이 아닌 대부분 12V 이내의 정격전압이다. 이는 배터리가 보통 1S(리튬이온일 경우 3.7V)로 되어 있거나, 최대 2S(7.4V)로 되어 있기 때문에 이에 맞게 충전전압이 12V 이하의 패널을 사용한다. 3.7V의 전압으로 100W의 출력을 한다면,, 그냥 말하지 않겠다. 이는 구성될 수 없는 표현방식이다. 그러므로 태양광제품의 W표기는 램프의 밝기 표기가 아니다. 참고로, 일체형이나 패널분리형 제품을 구매할 경우 컨트롤러에서 12V로 출력되는, 또는 배터리가 12V로 되어있는 제품을 구매하길 추천한다. (쉽게 구분하는법은 솔라패널이 18V대이면 거의 12V컨트롤러라고 봐도 됨) 이는 대부분의 제품은 컨트롤러 결함이 거의 90%이다. 램프나 솔라패널의 불량률은 거의 희박하다.

12V대의 컨트롤러는 어디에서나 쉽게 구할 수 있고, 특히 디밍기능을 가지고 있는 훌륭한 제품도 구할 수 있다. 다른 전압 영역대는 알리에서 구할 수는 있지만, 디밍기능까지는 구하기 힘들거나, 없을 수도 있다.

이제 일체형태양광 가로등을 설치 할 수 있는곳만 확인하겠다.

첫째 ) 반드시 가로등의 조명이 비춰질 곳이 북쪽을 향해야만 한다.  (그림1)과 같이 조명의 위치가 정북향 이어야만 충전을 충분히 할 수 있다. 조금이라도 틀어질 경우는 태양광 패널의 각도 및 용량에 따라 완충을 할 수 가 없다.

또한 일체형 가로등의 특성상, 보통 적도지방에 가까울 수록 유리하다. 일체형태양광 제품의 각도조절은 제품에 따라 다르지만, 고정된 제품일 경우는 경사각 20도 이내인 제품도 있다. 그건 우리현실에서는 이른 여름에서 초가을 까지 해당되는 각도 일 뿐이다. 4,5,6월의 태양빛이 가장좋을땐, 큰 상관은 없다. 하지만 봄,가을,겨울엔 그에 비해 약하기 때문에 최대한 태양과 직각을 이루는게 가장 효율적이다.(그림2)

(그림2)

 이 제품들은 보통 일조량이 최소 6시간 이상 나오는 경우에 맞춰진 제품이다. 중국은 여러기후 조건과 위치조건을 고려해서 판매량이 많을곳에 제품사양을 최적화 시킨다. 우리 나라처럼 일조량도 좋지않고, 사계절이 뚜렷한 경우는 영업대상에서 그다지 중요시 여기지 않는다. 이는 지금까지 수입해서 테스트해본 결과로 충분히 알 수 있었다. 보통의 일체형제품들은 풀충전시간(Full Charging time)이 6시간~10시간 까지 표기되어 있다. 처음에 암것도 모르고 수입할때 대부분의 제품들이 1~2일 연속 흐리면 바로 꺼져버렸다. 제품설명서에 있는 자세한 사양을 확인 하지 않았기 때문이다. 얼마전 어느 업체의 광고물을 봤는데, 일체형 가로등 시공 사진을 올렸다. 근데 대박이었다. 도로에 가로등을 비추지 않고 반대편인 산쪽으로 가로등빛이 비춰져 있었다.

이상해서 위쪽사진을 확인해보니 가로등 설치할 곳에 세워둔 가로등 기둥의 그림자가 램프 반대쪽으로 있었다. 이는 태양광 패널과 태양이 다른각도로 있다는 것이다. 결론은 설치할 곳의 위치확인을 하지 않고 판매를 했거나, 설치하러 갔더니, 그런 현장 상황이었을것이다. 그런데 더 웃기는건 왜 산쪽으로 조명을 설치했을까? 분명히 설명을 해서, 설치를 보류하거나, 꼭 설치를 해야한다면 #2처럼 태양광 패널의 방향을 조정할 수 있는 올인투제품을 선택해야만 한다. 가로등 자체를 조명이 필요도 없는 산쪽으로 설치했다는 것은 정말 이해할 수가 없다. 현장 상황과 사용용도에 맞춰서 판매를 해야만 한다. 싼 가격이 아닌 태양광제품은 좀 더 신중해야만 한다. 물론 고객들도 같은 생각을 가지고 꼬치꼬치 묻고 따지고 구매를 하길 바란다.

둘째 ) 반드시 조명 주변에 나무나 건물이 동남서 방향으로 없어야만 한다. 낮은 높이는 괜찮지 않냐? 아니면 좀 멀리 떨어진 곳은 괜찮지 않냐? 물론 가로등보다 낮은 곳은 상관없다. 특히 가로등설치 시에 가장 많이 실수를 하는 경우는 여름에 설치할 때 이다. 겨울(동지)에 설치하게 되면 태양의 고도가 낮기 때문에 그때 그늘이 생기지 않는다면 모든조건을 충족시킬 수 있다. 하지만 봄.여름.가을./ 특히 여름에 설치 할 경우 태양이 거의 머리위쪽에 있기때문에 이 때 그늘이 생기지 않는다고 그냥 설치해 버리는 경우가 허다하다. 이로 인해 겨울에 램프가 일찍 꺼지거나 램프가 켜지지 않은 경우가 생긴다. 아직도 이런 문제 때문에 많은 업체들이 이 사태를 해결할 방법을 묻곤한다. 왜냐하면, 일체형 제품이 아니더라도, 이미 태양광패널의 용량과 배터리 용량, 램프용량 이 세가지가 모두 결정되었고, 이걸 다르게 고친다면, 특히 태양광 패널의 용량을 높이거나 하게 된다면, 분명히 다른문제가 발생한다. 비용도 비용이지만 더 큰 패널을 창작하게 되면, 바람의 저항이나 기둥의 두께, 그리고 기초석의 사이즈(무게)가 반드시 더 늘어나야만 한다. 이같은 방법을 누가 처리 하겠는가... 그냥 대충 대충.. 아니면 이렇게 말한다고 한다. "겨울에는 다 그래요. 겨울지나면 괜찮아 집니다." <--- 이게 말인지. 뭔지...

(보너스)

모든 일체형 제품(대용량- 최소 60W태양광 패널이상)들은 전압은 고정시키고 전류를 변경시켜 디밍 조절을 한다. 우리 나라의 태양광 가로등은 말도 안되는 방식이다. 특히 일명 관급 공사는 정말 대책없는 스펙의 종합세트 이다. 예를 들면, 가장 기본적인 Load(출력) 60W의 가로등램프를 사용할 경우 대부분 일몰 후 시간을 설정한다. 60W의 출력은 정말 밝다. 만약 여기서 오스람이나 필립스 처럼 W당 200루멘(Lumen)의 고효율 Chip이라면 60W에 최대 12,000루멘의 밝기를 사용할 수 있다.  12,000정도면 대도로용 가로동으로 사용해도 충분한 밝기이다. 하지만 우리의 실정은 고효율 이래봐야 1대1 정도면 최고이다. 요즘은 W/120lm 까지는 쉽게 볼 수있다. 하지만 조금 더 비싸다....

뭐, 결론은 60W를 6시간 사용하여 하루 360W 소모시키는 경우가 많다. 특히 학교...

그럼 6시간 이후면 암흑이다. 겨울같은 경우는 보통 저녁 5시30분에 조명이 켜질 경우, 저녁 11시30분이면 조명이 꺼져버릴 수 밖에 없다. 똑 같은 환경에서 필요한 밝기와 시간을 체크해서 조절하면, 360W의 일일 소비량에도

해가 질때부터 해가 뜰때까지 충분히 밝힐 수 있다.

(W/120lm의 램프를 기본으로 설명하겠다- 60W램프일 경우 7200루멘)

이 글을 올릴때는 2월말경이다. 요즘은 오후6:30분이면 태양광 가로등이 점등된다. 하지만 아직 조금은 주변이 밝다.

그러므로 6:30분부터 7시까지는 30%의 밝기만 해도 충분하다(18W/2=9W). 7시부터 12시까지의 5시간은 70%(42W*5hrs = 210W)-(약 5000루멘)정도면 충분히 밝다.(특히 W/150lm이면 50%까지 내릴 수 있다), 00:00 이 이후에서 04:30분까지 30% (18W*4.5hrs = 81W), 04:30~06:30분까지 60%(36W*2hrs=72W) - 이른 아침 시간은 일찍 움직이는 사람들이 있기 때문에 다시 밝기를 좀 더 올린다.)

총 소비용량 9W + 210W + 81W + 72W = 372W 일일최대소비전력 372W

4일의 부조일수 372* 4days = 1,488Wh (적용기준 리튬이온 3.7V * 3S 기준 (145Ah 1,609Wh))

문제는 태양광패널이다. 18V 150W 두장을 맨 꼭대기에 올리는건 좀 ... 바람저항이 좀 심하기도 하고 기둥과 기초석이 좀 더 탄탄해져야만 한다. 그래서 요즘보면 18V 120W 두장을 걸어서 사용하는 경우를 가장 많이 볼수 있다.

자, 그럼 240W로 PWM 컨트롤러로 사용하면 평균 일조량 3.5hrs을 기준으로 PWM 컨트롤러의 평균 생산량 80%기준 잡으면, (240W*0.8 = 192W * 3.5hrs = 672W 일일최대 생산량 672W.

배터리용량(145Ah) 1,609W / 672W = 약 2.4일 (방전없이 2.4일 동안 강한 햇빛아래에 있어야만 됨)

이 상태라면 하루완충량은 672W - 일일소비량은 372W = 300W (하루충전해서 2틀 사용을 할 수 없슴)

(이 설정은, 부조일수 4일동안 날씨가 흐려 충전을 하지 못하고 방전만 시킨 뒤, 5일째 맑은날씨가 되었고, 6,7일째 다시 날씨가 흐릴 경우 입니다.)

아무리 흐려도 충전이 될수도 있다고 하지만 이는 1년중 4~5일이 흐리거나 비가올경우 위 설정대로 라면 가로등 램프는 꺼져버린다.(PWM컨트롤러와 우기, 겨울철 경우.)

왜냐하면 올해 구정을 볼때 1주일정도의 흐린날과 비로 보낸 날들이었다. 보통 이때 거의 가로등이 꺼져버렸다.

물론 내가 테스트한 제품들도 꺼졌다. 이때 꺼지지 않고 일출전까지 켜져있었다면, 그 제품은 정확한 용량의 계산과 그 용량에 맞는 파츠(parts)가 붙어있었거나, 디밍으로 출력을 잘 제어했다는 경우이다.

이제라도 제발 가격을 높이기 보단 충분히 저렴할 수 있는 태양광 가로등을 판매해야만 한다. 그리고 우리의 현실도 100%밝기를 유지하면서 하루를 밝혀주는 방식보다, 필요에 의한 조도를 설정하는 방식(중국제품의 스펙처럼)으로 전환해야 한다고 본다. 그래야만 태양광패널과 배터리를 줄일 수 가 있다. 그렇게 되면 가격도 떨어 뜨릴 수 있다.

그리고 DIY환경도 충분히 가능하다. 부품만 구입한다면, 태양광을 이용한 제품처럼 단순한건 없다고 생각한다.

위글에서 뭔가 잘못된게 있다면, 알려주세요~ ^^