태양광으로 물 끓이기

태양광으로 물을 끓이는 실험을 해 보았다. 

렌즈 등을 이용한 방법이 아니라, 솔라셀에서 나오는 전기를 이용한 방법이다. 

먼저 230W 짜리 솔라셀 5개를 직렬로 연결하였다.

솔라셀은 네이버의 모 카페에서 중고물품을 매입한 것인데, 개당 11만원에 구매한 것이다. 

230W 짜리 이므로 이론적으로는 1150W 가 나와야 하겠지만, 그것은 햇빛이 아주 강한 날의 이야기이고, 이 날은 뿌연 연무가 끼어있고, 가끔 구름이 태양을 가리면서 지나가는 날씨였다.

230W 짜리 패널은 최대 출력을 낼 때의 전압이 29V 라고 되어 있으므로 최대 출력일 때의 전압은 약 145V 이다. 145V 정도에서 1kW 정도의 출력을 내는 전열기를 연결하는 것이 적합해 보였다. 

집에 있던 2kW 짜리 전기포트를 사용하면 될 것 같다. 전력은 전압의 제곱에 비례하므로, 145V 는 200V 의 루트 2 분의 1 정도 되어서 220V 에서 사용하는 전열기를 145V 에서 사용하면 약 절반 정도의 출력을 내게 되므로 적당한 가전제품으로 판단되었다. 

http://youtu.be/J86Z9JEOlks

전기포트를 연결해 보니 출력전압은 138.8V 가 나온다. 날씨가 완전 맑은 날이 아니어서 예상한 출력이 나오지는 않는다. 

동영상에서의 전기 포트의 출력은 2000W * {(138.8/220)^2} = 796W 가 되어 약 800W 정도의 열이 발생한다고 볼 수 있다.

하지만 물이 끓을때까지 그냥 두거나, 내장된 스위치를 끄면 안된다. 직류는 일단 전원이 투입되면 스위치를 끌 때 전압이 0인 부분이 없으므로 교류에서보다 더 긴 아크가 발생한다. 따라서 내장된 스위치를 끄면 스위치에서 아크가 발생해서 스위치의 접점이 녹아버리게 된다. 100V 급의 전압에서도 상당히 긴 아크가 발생하는것을 볼 수 있었다. 

직류를 사용하여 전열기를 가동시키려면 반드시 직류 전용 스위치를 이용하거나 직접 플러그를 뽑는 방법으로 전원을 차단해야 한다.