DIY 전기차 지붕에 태양전지판 설치

태양전지판 설치

 

내가 전기차 초창기부터 타고 다녔는데, 처음 전기차를 샀을 때(2017년)는 전국에 전기차가 1만 대도 안됐다.

대부분 랜트카나 관용차임을 감안할 때 개인 소유 전기차는 1,000대 정도 됐을 것 같다.

지금은 전기차 천국이다.

 

본론으로 들어가서 전기차를 타면서 조금이라도 주행거리를 늘려보려는 튜닝 또는 DIY를 생각했다.

전기차에도 12v로 구동되는 전조등이나, 오디오, 전자장치 등등 상당히 많은 전장 부품들이 들어간다.

 

예를 들어 전기차를 100km 주행했다고 가정하면

주행용 메인 배터리에서 전기 모터를 구동하는데 약 85%의 배터리를 소모하고, 전장부품을 구동하는데 나머지 15% 정도를 사용한다.

(단, 에어컨 및 히터를 사용하지 않은 상태에서,,,)

 

그럼 전장부품이 전기를 너무 많이 먹는다... 이 부분은 나중에 내가 더 연구해 볼 예정임..

 

지붕에 태양전지판

전기히터

전기차는 엔진이 없고 전기 모터이기 때문에 겨울에 히터를 가동하면 PTC 히터가 구동된다. 물론 전기를 많이 소비한다.

그래서 총 주행거리 중에 약 40% 정도는 주행 가능 거리가 줄어든다.

그럼 히터를 안 틀고 겨울에 주행할 수 있을까?

추위를 많이 타지 않는 사람이면 가능할지도,,,,

그러나 나는 추운 거는 싫다, 그래서 이전에 타던 SM3 ze 전기차에는 무시동 히터를 달아서 사용했었다.

무시동 히터의 단점은 경유나 등유를 지속적으로 보충해야 하는 점과, 연소와 소화 시 매연 냄새가 난다는 문제가 있었다.

 

그래서 좀 더 친환경적인 에너지로 냄새도 없는 방법으로 겨울에 차량에 난방을 해보기로 했다.. 

 

튼튼히 붙어 있는 태양전지판

 

태양전지판

요즘은 휘어지는 태양전지판이 있다. 쉽게 구할 수 있고 가격도 많이 저렴해졌다.

그래서 일단 100w를 하나 샀다.

사고 나니 뭔가 준비물이 하나둘씩 챙겨야 할게 늘어나는 것이다.

가격은 100w가 약 10만 원 이내이고, 크기와 용량이 커질수록 가격이 뛴다...

뭐니 뭐니 해도 난 ETFE  솔라 패널을 선호하게 되었다. 이유는 일단 블랙인 데다가 열에도 강하다고 해서 몇 달을 쇼핑몰만 쳐다봤다.

 

 

태양전지판으로 난방을 하기 위한 원리 

태양전지판 ----- 충전 컨트롤러 ----- 배터리 ------ 연결 소켓

이렇게 연결을 해 놓고 쓰고 싶은 전기 제품을 소켓에 연결해서 사용하려고 했다.

 

지붕에 태양전지판 설치 준비물 

• 플렉시블 태양전지판 100w x 1
• 아세테이트 테이프 (고온용) ==> 쇼핑몰에서 검색
• 양면테이프 ==> (옥외용) ==> 쇼핑몰에서 검색
• 4sq 전선  (태양전지판에서 배터리까지 연결할 전선) 5m 
• 8 AWG 실리콘 전선 (차량 내부에서 사용) 10m
• 엔더슨 커넥터 2개 50A까지 사용 가능한 것으로,,
• 터미널 압착기 
• 전기인두와 납
• 12v PTC 히터 600w (알리익스프레스)

이 모든 준비물을 해외직구 또는 국내 쇼핑몰에서 준비하는 데 걸린 시간은 약 1개월.

준비 다 해 놓고 설치해야지 하고 미뤄둔 시간 1개월

설치해야지 하고 설치한 시간 2일

 

효율 및 전기요금

우리나라는 전기요금이 다른 나라에 비해서 많이 싸다. 그러다 보니 이러한 DIY가 효율면에서 의미 없다고 생각될 수도 있을 것 같다.

언젠가는 전기요금도 다른나라들 처럼 오른다. 우리나라는 산업발전의 요인으로 저렴한 전기를 사용하고 있다.

각 국가별 전기요금을 확인해 보면 아래와 같다, (출처 : http://news.kmib.co.kr/article/view.asp?arcid=0924152852&code=11151100)

국가별 전기요금

그렇다

독일처럼 경제가 성장하게 되면 지금의 3배가량 전기요금이 오를 것이다. 월 3만원 정도 전기요금을 내는 가정이라면 10만원 내야 된다.

우리나라 경제 성장치를 보면 먼 이야기는 아니다.

 

 

 활용방안 연구

• 겨울에 별도의 전기 히터를 사용해서 주행 가능 거리를 늘린다.
• 블랙박스 전원도 태양광 + 충전 배터리 쪽으로 연결해서 차량 방전을 대비한다.
• 여행 갈 때 차량용 냉장고와 같은 전기 제품을 사용한다.
• 전기차가 주행이 불가능할 때 인버터를 설치해서 비상 충전을 할 수 있다.
• 1주일에 두 번 전기차 충전할 것을 한 번만 할 수도 있다. 그래서 시간을 절약한다.. 외근이 많으니까..
• 납 배터리는 효율이 안 좋다. 인산철 배터리로 변경할까?

설치 팁

• 지붕에 태양전지판을 붙일 때 양면 태이프를 너무 많이 붙이면 나중에 떼어 낼 때 태양전지판을 파손해야만 가능함
• 태양전지판과 지붕 사이에 수분이 존재할 것이며, 겨울에는 이 수분이 얼으니까 꼭 물 빠짐 공간은 만들어 놓길 (영상 참조)
• 충전용 배터리는 인산철이나 리튬 배터리이면 좋겠지만 가격이 무지 비쌈, 납산 배터리가 싸다.
• 차량의 전기라인과 연결하지 말 것, 나중에 차량 보증을 거부당할 수 있다. 보증 끝나면 연결하던지 해야 함.

 

전기차에 태양전지판 가격 대비 효율 측면 (자체 손실은 0으로 보고 단순 계산함)

• 평균 하루 4시간 발전한다고 가정하는 경우 (흐리고 비 오는 날도 있으니..)
• 1일 발전량 : 100w x 4시간 = 400w
• 1일 DC 히터 사용량 : 히터가 360w/h 이기 때문에 1시간 사용 가능
• 토/일 주말에 차량 운행이 거의 없기 때문에 토/일은 히터 사용이 없으며 충전만 800w를 할 수 있음
• 그럼 배터리는 납산 배터리로 하면 안 됨. 이거는 거의 시동용이기 때문에 표시된 용량까지 사용 불가능
• 리튬 배터리 (인산철)로 구매해서 장착하면 효율이 있을 듯. (이건 다음에 구매하기로 하고,,)

 

결론

• 외부에 차량은 주차한다고 가정
• 하루 햇볕으로 충전해서 손실까지 고려하면 40분 정도 히터를 사용 가능.
• 배터리는 무조건 인산철을 사용해야 함 (비용 증가)
• 대신 차량의 충전은 지금 출퇴근 패턴으로 봐서는 1주일에 1회만 해도 될 듯. (시간 절약)
• Pure sine wave 인버터를 나중에 돈 생기면 구매해서 재난 시 차량에 충전할 수 있을 듯.
• 캠핑 갈 때 차에 냉장고나 난방기구를 사용할 수 있을 듯 (단 배터리 업그레이드가 필요)
• 돈이 좀 들어가는 DIY지만 취미생활로 소비되는 비용으로 생각을 해야 함.

 

 

관련 법률

시행 2020. 5. 27

[국토교통부 고시 제2020-407호, 2020. 5. 27. 일부개정.]

 

제2장 자동차 튜닝

제4조(경미한 구조 및 장치) 규칙 제55조 제1항 후단의 ‘국토교통부 장관이 정하여 고시하는 경미한 구조 및 장치’는 별표 1과 같다.

 

(별표 1)

경미한 구조․장치(제4조 관련) 

길이․너비 및 높이

• 길이 : 플라스틱 재질의 보조범퍼, 차체 후부에 탈부착하는 자전거캐리어 

• 너비 : 승하차용 보조발판(최외측으로부터 좌,우 각각 50mm이내) 

• 높이 : 포장탑(최대적재량 1톤이하), 
  화물자동차 바람막이, 적재함 전면 지지대(차체높이 300mm까지), 
  포장보관대, 루프캐리어, 수하물 운반구(천정절개형 제외), 
  차체 상부에 탈부착 하는 자전거캐리어, 스키캐리어, 루프탑바이저, 
  안테나, 컨버터블탑용 롤바, 유리지지대(최대적재량 1톤이하), 
  루프탑텐트, 어닝, 교통단속용 적외선 조명장치, 환기장치, 
  무시동 히터, 무시동 에어컨, 태양전지판

2020년부터 경미한 튜닝의 경우 법적으로 허용되었으며 구조변경을 하지 않아도 되며, 조문을 읽어보면 차량 위로 높게 설치하지 않으면 될 것으로 본다.

그리고 양면테이프 + 아세테이트

 

테이프 조합으로 완전히 붙여놔서 지금 2주 정도 운행해본 결과 전혀 떨어지거나 떨어질 징조나 그런 거 없음. 오히려 떼기가 힘들듯..

썬바이져도 어차피 양면테이프이고 폐차할 때까지 떨어진 적이 없었던 경험에 비추어보면 위 조합이 제일 Best 하다.

 

좀 더 타고 다녀보면서 업그레이드되면 다시 유튜브에 영상을 올리도록 하겠음.

 

전기차 태양전지 + 인산철

https://youtu.be/h98Z2KXeeDE

 

태양전지판 설치 과정

https://youtu.be/duIEAUrRdjc