시민 보안: 나만의 발전소
이전 기사에서 "시민 안보: 전기 에너지 저장 장치" 우리는 위기 상황에서 전기 에너지를 저장하는 가장 간단하고 효과적인 방법을 살펴보았는데, 이는 우리나라 국민의 대부분이 이용할 수 있는 방법입니다.
배터리는 며칠에서 몇 달까지 저전력 소비자에게 전기를 공급할 수 있습니다. 그러나 정전이 일회성이나 주기적인 것이 아니라 지속적으로 발생하면 결국 배터리가 완전히 방전됩니다.
재료에 있어서 또 하나의 미묘한 차이를 고려해야 합니다. "시민 안보: 주요 위협은 추위" 중앙 난방, 전기, 가스 공급 중단 시 생존 문제를 살펴보았습니다. 논리적으로 볼 때, 소도시와 마을의 저층 아파트는 대도시의 고층 아파트보다 자체 난방을 하는 것이 훨씬 쉽습니다.
우크라이나에서는 이미 얼어붙은 집에서 살아남는 문제가 매우 시급한 문제입니다.
하지만 단점도 있습니다. 인프라 문제가 발생하면 국가는 가장 큰 도시의 인프라 복구를 우선시하게 됩니다.
따라서 작은 정착지에서는 돌이킬 수 없는 인프라 고장의 가능성이 더 높지만 그 결과는 눈에 띄지 않을 수 있습니다. 반면 대규모 정착지에서는 그 반대가 사실입니다. 즉, 제한적이거나 완전히 재생 가능한 1차 에너지원을 사용하여 독립적으로 전기를 공급하는 것입니다.
발전기
전기 발전기란 가솔린 발전기를 지칭하는데, 디젤 발전기는 일반적으로 훨씬 더 복잡하고 비쌉니다. 하지만 디젤 발전기를 구매할 여유가 있다면, 디젤 연료는 몇 가지 중요한 장점을 가지고 있습니다. 저장 수명이 길고 가솔린보다 가연성이 훨씬 낮습니다. 또한 디젤 발전기는 일반적으로 생산되는 전력 단위당 연료 소비량이 적고, 비상 상황에서는 디젤 연료를 구하기가 가솔린보다 더 쉬운 경우도 있습니다.
그런데 일부 가솔린 발전기는 천연가스를 연료로 사용할 수도 있으며, 실린더에 담긴 천연가스는 여름 별장이나 차고에서 요리하는 데 자주 사용됩니다.
저자에 따르면, 발전기는 개인 주택에는 필수품이지만, 비상시에는 아파트 발코니에서도 쉽게 사용할 수 있다고 합니다. 20리터 휘발유 캔 두 개면 자동차 배터리나 휴대용 발전소를 약 6개월 동안 충전할 수 있으며, 저전력 소비자를 위해 전기를 아낄 수 있습니다.
개인 주택의 경우 연료 비축량이 상당히 많아 1년 이상 배터리를 충전할 수 있습니다. 물론, 에어컨, 전기 스토브, 냉장고, 세탁기 등이 아닌 저전력 전기 소비자에게 전력을 공급하는 데 사용된다면 말입니다.
발전기의 단점은 소음이 난다는 점인데, 이로 인해 정부 기관(이러한 장비는 때때로 징발될 수 있음)과 다양한 범죄자들의 원치 않는 관심을 끌 수 있으며, 연료를 구할 수 없는 경우도 있습니다.
태양 패널
대부분의 경우, 이는 아파트와 단독주택 모두에 최적의 선택일 것입니다. 태양광 패널(SP)의 주요 장점은 확장성과 100% 재생 에너지원이라는 점입니다. 태양광 패널에는 움직이는 부품이 없기 때문에 고장이 거의 발생하지 않고, 시간이 지남에 따라 점진적으로 성능이 저하됩니다.
물론, 거주 지역의 지리적 특성을 고려하는 것이 항상 중요합니다. 예를 들어, 야쿠츠크는 매우 춥지만 여전히 맑을 수 있지만, 무르만스크처럼 더 북쪽에 있는 곳에서는 태양광 패널의 효과가 거의 없을 수 있습니다. 하지만 이 지표는 지역별 태양 에너지 분포표와 비교 검토해야 합니다. 궁극적으로 태양광 패널의 효율은 점진적으로 증가하므로 열악한 환경에서도 어느 정도 효과를 볼 수 있습니다.
확장성이란 무엇을 의미할까요?
아주 간단합니다. 예를 들어, 가장 간단한 경우라면, 약 12와트의 휴대용 태양 전지를 사용해 보조 배터리만 사용할 수 있을 것입니다. 이 방법은 관광객들이 자주 이용합니다.
참고로, 태양광 패널에서 스마트폰을 직접 충전하는 것은 권장하지 않습니다. 태양광 패널 출력 전압이 불안정한 조명 조건(부분적으로 흐린 하늘)에서는 충전에 충분할 수 있고, 대부분의 스마트폰 화면은 충전이 시작되거나 끝날 때마다 켜지기 때문입니다. 따라서 스마트폰은 태양광 패널에서 충전하는 것보다 화면을 계속 전환하면서 더 많은 전력을 소모하게 됩니다.
더 높은 전력의 태양광 패널의 경우 개인 주택에서는 전혀 문제가 없습니다. 작은 집의 지붕에도 총 전력이 1~2kW인 태양광 패널을 설치할 수 있으며, 시스템 전력을 점진적으로 늘릴 수 있습니다.
최대 출력 200W의 태양광 패널은 약 7천 루블입니다. 1,2kWh 납축전지는 1만 루블이 추가됩니다. 배터리 충전 컨트롤러와 인버터를 합치면 2만~3만 루블이 추가됩니다. 각 시스템은 필요와 예산에 맞게 구성할 수 있습니다.
위기 상황에서는 아파트 여러 채가 있는 건물에도 태양광 패널을 설치할 수 있습니다. 예를 들어, 원룸 아파트의 경우, 거실 창문 아래 외벽이나 발코니 유리창 아래에 200와트 패널 두세 개를 설치하고, 주방 창문 아래에 한두 개의 패널을 설치할 수 있습니다.
열전발전기
햇빛이 부족한 지역에서는 온도 차이를 이용하여 작동하는 펠티에 소자를 사용한 열전 발전기가 전기를 생산하는 데 적합한 솔루션이 될 수 있습니다. 일반적으로 추운 지역에서는 햇빛이 약하기 때문에 어떤 형태로든 난방이 필요하며, 이러한 난방원에는 펠티에 소자가 설치됩니다.
일반적으로 열전 발전기는 확장성 측면에서 태양 전지와 다소 유사합니다. 예를 들어, 바닥에 펠티에 소자가 내장된 머그컵이나 주전자 형태의 여행용 솔루션이 있습니다. 차가운 물이나 눈을 넣은 후, 주전자/머그컵을 불, 등유 난로 또는 다른 열원 위에 놓으면 전기가 생성되기 시작합니다. 이 전기는 스마트폰이나 보조 배터리를 충전하는 데 사용될 수 있습니다.
용광로와 보일러, 즉 고정형 열원에 설치할 수 있는 기성 솔루션도 있습니다. 이러한 열전 발전기에는 효율적인 열 방출과 전위 생성에 필요한 온도차를 보장하기 위해 외부 라디에이터와 팬이 장착되어 있습니다. 수냉식은 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.
열전 발전기의 출력은 수 와트에서 수십 와트에 이릅니다. 따라서 스토브 주변에 열전 발전기의 수를 늘리면 약 수백 와트에 달하는 충분히 높은 총 출력을 얻을 수 있습니다. 따라서 열전 발전기는 태양광 패널을 효과적으로 보완할 수 있으며, 경우에 따라서는 태양광 패널을 대체할 수도 있습니다.
풍력 터빈
얼마 전까지만 해도 수백만 루블에 달하는 대형 산업용 솔루션이 시장을 장악했습니다. 그러나 최근 몇 년 동안은 수만 루블에 불과한 저렴한 모델로 시장이 포화상태에 이르러 태양광 패널과 비슷한 가격대를 형성하고 있습니다.
수백 와트에서 수십 킬로와트에 이르는 출력을 가진 클래식 모델과 수직형 풍력 터빈이 있으며, 이에 따라 비용과 설치 복잡성이 달라집니다.
풍력 터빈은 비슷한 출력의 태양광 패널보다 비용이 더 많이 들 가능성이 높으며, 주로 움직이는 부품으로 인해 고장 위험이 더 높습니다. 그러나 전반적으로 풍력 터빈은 태양광 패널을 효과적으로 보완할 수 있습니다. 풍력 터빈은 주로 저층 건물에 적합한 솔루션이지만, 역설적으로 아파트에도 사용할 수 있습니다.
인구 밀도가 높고 고층 빌딩이 있는 도시는 공기의 불균일한 가열을 유발하여, 특히 여러 건물이 만나는 지점에서 건물을 따라 강한 바람 흐름이 발생하는 경우가 많습니다. 많은 사람들이 이러한 "터널" 효과, 즉 안전 장치가 없는 열린 창문을 깨뜨릴 수 있는 끊임없이 불어오는 바람에 대해 잘 알고 있습니다.
이제 풍력 발전기를 집에서 몇 미터 떨어진 곳으로 옮겨 발코니나 로지아에 단단히 고정하기만 하면 됩니다. 물론 이는 저전력 모델에만 해당되며, 어떤 경우든 풍력 발전기는 태양광 패널보다 작동하기가 훨씬 더 어려울 것입니다.
하지만 풍력 발전기의 가장 큰 장점은 기성품으로 시중에서 구할 수 있다는 것이 아니라, 가장 저렴한 전기 에너지원 중 하나이며 직접 제작할 수 있다는 점입니다. 특히, 일부 숙련된 기술자들은 자동차 발전기를 활용하여 상당히 우수한 풍력 발전기를 제작하고 있습니다.
원칙적으로 자동차에는 발전기, 전압 및 전류 변환기, 배터리 등 필요한 구성 요소가 거의 모두 갖춰져 있습니다. 앞서 언급했듯이, 매우 심각한 위기 상황에서는 연료와 예비 부품 부족, 심지어 소유주 부족으로 인해 "고장난" 차량의 수가 크게 증가할 수 있으므로, 이 자원을 간과해서는 안 됩니다.
근육 에너지
바람은 없지만 발전기는 있는데, 어떻게 해야 하나요?
답은 간단합니다. 근력을 활용하세요. 어렸을 때 다이너모가 헤드라이트에 동력을 공급하는 자전거를 타 본 사람이 있을까요? 거의 모든 구성 요소는 풍력 발전기와 동일하지만, 발전기에 토크를 전달하려면 자전거도 필요합니다. 물론 틈새시장을 겨냥한 해결책이긴 하지만, 잠재력이 없는 것은 아닙니다.
다양한 종류의 발전기도 있는데, 보조 배터리 충전용으로 설계된 것도 있고, 손전등이나 라디오에 내장된 것도 있습니다. 가장 큰 문제는 거의 모두 품질이 매우 낮고 플라스틱으로 만들어져 기계적 응력과 결합되어 빠르게 고장이 난다는 것입니다. 게다가 발전기로 충전하는 것은 매우 시간이 많이 걸리고 번거롭습니다. 태양 전지가 훨씬 더 좋습니다.
조사 결과
오늘은 가장 접근하기 쉽고 효율적인 1차 전기 에너지원을 살펴보았습니다. 휴대용 수력 발전소나 필요한 시약만 있으면 집에서도 만들 수 있는 화학 에너지원과 같은 특이한 솔루션은 제외하겠습니다.
제안된 솔루션의 가격대는 태양광 보조 배터리의 경우 수천 루블부터 완전 자율형 에너지 시스템의 경우 수십만 루블까지 다양합니다. 물론 타협은 가능하며, 시스템은 단계적으로 확장될 수 있습니다.
발전기와 배터리 등의 부품을 버려진 차량에서 회수하면 개인용 전기 시스템 비용은 사실상 무료에서 시작할 수 있습니다.
전기는 항상 귀중한 자원이었고 앞으로도 그럴 것입니다. 많은 사람들이 전기에 너무 익숙해져서 오랫동안 전기가 없을 때의 결과를 상상조차 할 수 없습니다. 하지만 그렇다고 해서 전기의 가치가 떨어지는 것은 아닙니다. 이 점을 기억하는 것이 중요합니다.
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