태양전지를 통한 CCTV 설치 구성방안

태양전지를 활용하여 허허벌판에 CCTV 감시 장치를 설치하게 된 이유는 누군가 몰래 와서 쓰레기를 버리는 일이 종종 있던 곳이고, 민원을 넣어 치워도 치워도 계속 버리는 얌체 같은 사람들이 많은 이유로 설치를 결정했다.

< IR 기능이 있는 CCTV 영상을 핸드폰으로 보고 있다 >

현재 12V 100Ah 배터리 2개를 병렬 연결하여 30시간째 운용중이다. 30시간째 운용은 필자에겐 굉장히 큰 의미를 가지고 있다. 다음과 같은 이유를 아래에 설명해 보겠다.

처음 구성을 아래와 같이 태양전지, 인버터, 배터리, 태양전지 충전컨트롤러 등으로 구성하였다.

 

 

위 구성도로 운영했을 때의 문제점은 CCTV 운영시간이 하룻밤을 견디지 못하고 꺼져 있었다. 그 이유는 인버터가 저전압 차단으로 인하여 전원이 차단되고, 핸드폰 배터리가 방전되면서 통신을 연결하지 못하였다.

 

ipTIME Extender-A3MU 무선랜 증폭 확장기

 

물론 녹화기는 다음날 햇빛이 뜨면 자동으로 켜졌으나, 원격감시가 되지 않는 것은 내겐 큰 문제였다. 이 시설이 집에서 가까운 것도 아니었고 차로 40여분을 가야 했으니... 원격으로 당연히 감시를 하면서 문제가 생기면 가야만 했기 때문이다. 

 

DTR174312스마토 캠핑 차박 인버터 IVT-500A DC12V 500W AC220V

 

인버터 저전압은 정확한 사양은 찾아봐도 잘 나오진 않는 듯하다. 대략적으로 인버터가 전원이 꺼져있는 상태의 배터리는 약 12.2V 정도였고, 이때가 차단전압인지는 확실치는 않다.

 

그럼 이상한 것은, 소비전력에 대한 부분이다. 

1. 녹화기 설명서의 소비전력은 최대 8W (HDD 제외)

2. wifi extender의 소비전력은 최대 5.7W이다.

 

그냥 쉽게 계산을 위해 20W가 소비전력이라고 가정해 보자. 나는 12V 100Ah 배터리를 사용하고 있으므로 총 1200W를 사용하고 20W로 소비하려면 60시간을 견뎌야 한다. 그런데 불과 하룻밤이 지나기 전에 전원이 꺼진다????

도무지 이해할 수 없는 상태이다. 그래서 시험을 해보기로 한다. 

그런데! 여기서는 구성은 변경하여 시험하는 것으로 결정하였다.

 

< 인버터의 저전압 차단 기능을 뺸 구성도이다 >

인버터를 빼고, 구성을 하도록 하였다. 그럼 여기서 약간의 기술이 있는 사람이라면 의문이 제시된다.

 

첫 번째, 220V를 어떻게 사용했을까?? 핸드폰 충전기는 5V만 필요하므로 12V 시가잭을 활용하여 충전기능을 구현하면 가능한 부분이다. 그러면 녹화기랑 wifi extender는?? 

 

두 번째, wifi extender는 220V 코드로 직접 연결하는 타입인데??

 

위 두 가지 사항은 아래의 구성 사진이 힌트가 될 것이다!!

< 시험 시작 전 후 의 소비전압 비교 >

아마 눈썰미가 있으신 분은 12V로 녹화기를 운용했는지 이해할 것이다. 물론 필자 역시 전기기술엔 능력이 거의 없어서 보호회로나 저전압 차단회로 같은 것은 모른다. 일단 운용할 수 있는 최대한 간단한 구성을 적용하였다. 그렇다 나는 12V를 48V로 승압시켜 주는 부품을 사용하였고, 생각보다 문제없이 녹화기가 잘 동작해 주었다.

 

DC 12v 24v 인버터 차량용 자동차 태양광 DCDC 컨버터부스트 컨버터스텝 업 컨버터12V48V 6A

 

결선하는 것도 어렵지 않고 녹화기도 잘 동작해 주니 훌륭하다! 저전압에 대한 걱정으로 노심초사하지만 말이다.

저전압을 차단해 주는 장치도 샀는데... 그건 동작하지 않았고 다음번 포스팅에 다뤄보겠다.

 

위 사진을 보면 시험 시간은 약 1시간 30분 정도 걸렸다. 배터리는 완충(태양전지 분리) 시 12.6 볼트가 나왔고, 12.58V까진 금방 떨어졌기에 1시간 30분보다 조금 더 시간 소비가 있었을 수도 있다.

그럼 1시간 30분에 0.1V로 측정된 것을 토대로 계산해 보니 12.6V가 저전압 12.2V로 올 때까지의 시간은 약 6시간이 걸렸다. 그럼 일몰부터 일출까지 시간을 터무니없이 모자란 계산이 나왔다. 심지어... 저 구성은 배터리를 2개 연결한 구성이므로 인터버를 사용해서는 CCTV를 운용하는 것은 무리라는 결정을 하였다.

 

배터리 2개면 2400W 고, 20W로 운영한다면 배터리 완전방전 전압이라 말하는 10.5V까지 120시간을 견뎌야 하는 게 아닌가?라는 무식한 생각을 하게 되고... 현재는 30시간째... 위 계산대로면 배터리 12.6V에서 완전방전 10.5V 도달하는데 까지 2.1V이고 0.1V당 90분이라면 1890분 유지되고 31.5 시간이면 DC 컨버터도 동작하지 않는 전압이 될 것이니......

얼마 안 남았네...???

 

위 실험의 결과는 다음 포스팅에 다뤄보겠다.

 

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2023.05.04 - [전자 전기 기술에 대해] - 태양전지 설치하여 CCTV 운영해 보자(캠핑 아님)