여름이 되면 낮은 점점 길어지고 기온도 함께 오릅니다. 그렇다면 영국의 햇살만으로도 노트북을 작동시킬 수 있을까요? 저희는 실제 태양광 충전 장비를 들이대고 테스트를 진행하며, 맥북(MacBook)을 오직 태양 에너지만으로 구동하는 것이 가능한지 직접 확인해 봤습니다.
태양광 충전에 필요한 장비
노트북이나 각종 기기를 태양광으로 충전하려 할 때 가장 먼저 마주하는 현실적인 문제가 하나 있습니다. 바로 태양열 패널에 기기를 곧바로 연결해서는 안 된다는 점입니다. 구름이 태양을 가리는 순간마다 전압이 크게 출렁이기 때문에, 충전 회로나 배터리가 손상될 위험이 있습니다. 그래서 일반적으로는 태양 전지로 배터리 팩을 먼저 충전한 뒤, 그 배터리 팩으로 컴퓨터나 기기를 충전하는 방식을 사용합니다.
노트북·모바일 기기용 태양광 충전 시장에서 사실상 유일하게 진지한 경쟁자는 볼타익(Voltaic)입니다. 동사는 폭넓은 제품 라인업을 갖추고 있는데, 이번 테스트에서는 Voltaic Arc 20W 솔라 차저 키트를 선택했습니다.
영국 기준 약 295파운드(작성 시점 기준 FunkyLeisure에서 289.99파운드, CyberEnergy에서 295파운드에 판매)에 판매되며, 회사가 판매하는 제품 중 출력이 가장 높은 태양광 패널과 V72 배터리가 포함됩니다. V72는 용량이 72Wh(와트시)로, 역시 볼타익이 판매하는 배터리 중 가장 대용량입니다.
태양광 패널은 단결정(monocrystalline) 방식의 20W 제품으로, 서로 연결된 네 장의 시트로 구성되어 있습니다. 사용하지 않을 때는 접어서 구형 아이패드나 A4 책자 정도의 크기와 무게가 됩니다. 키트에는 벽면 콘센트용 메인 충전기도 포함되어 있어, 배터리를 일반 외장 배터리 팩처럼 사용할 수 있습니다. 또한 이동 중 자동차 시가잭으로 배터리를 충전할 수 있는 케이블과, 시가 라이터 플러그 방식 기기를 연결할 수 있는 소켓도 함께 제공됩니다.
박스 안에는 대부분의 노트북과 휴대폰을 지원할 수 있는 다양한 커넥터가 들어 있습니다. 다만 구형 맥북 프로(MacBook Pro)나 맥북 에어(MacBook Air)용 MagSafe 어댑터는 포함되어 있지 않습니다. 이 어댑터는 추가로 14.99파운드를 지불해야 하며, 최신 MagSafe 2 탑재 맥북 프로/에어 사용자라면 애플에서 MagSafe-MagSafe 2 변환 어댑터를 10파운드 주고 따로 구입해야 합니다. (볼타익 자체적으로도 MagSafe 2 어댑터를 판매하지만, 영국에서는 구할 수 없는 것으로 보입니다.)
2016년 이후 출시된 맥북 프로나 일반 맥북 사용자라면 이야기가 조금 더 간단합니다. V72 배터리에 마련된 단일 표준(type-A) USB 포트에 평소 쓰던 USB-C 케이블을 꽂아 충전하면 됩니다. 다만 USB 포트가 10W로 제한되어 있어 충전 속도는 상당히 느립니다. 참고로 현재 판매 중인 13인치 맥북 프로의 기본 충전기는 61W입니다.
반면 아이폰이나 아이패드는 USB 포트를 통해 평소 속도(혹은 그 이상)로 충전할 수 있습니다. 기존에 쓰던 라이트닝 케이블을 연결하기만 하면 됩니다.
태양광 패널 설치 장소 고르기
볼타익 키트에게 최대한 혹독한 환경을 선사하고자, 테스트는 5~6월의 맨체스터에서 진행했으며 테스트용 맥북 프로는 2015년형 15인치 모델이었습니다. 이 모델은 배터리 용량이 99.5Wh로, 나올 수 있는 용량 중 가장 크며 볼타익 배터리의 72Wh보다도 확실히 큽니다. 대부분의 노트북 배터리는 이 용량의 절반에서 3분의 2 수준입니다.
태양광 패널과 배터리를 두고 충전할 적절한 장소를 찾는 일은 생각보다 훨씬 까다로웠습니다. 충전에는 하루 종일 가까운 시간이 걸립니다. 볼타익 공식 스펙상 노트북을 구동할 만큼 완충하려면 구름 없는 직사광선이 최소 6.5시간 필요합니다(물론 휴대폰 한 대를 완충하는 데는 1시간이면 충분할 수 있습니다).
즉, 해가 하늘을 가로질러 이동하는 내내 그 장소가 그늘에 가려지지 않아야 합니다. 결국 저는 패널을 자동차 보닛 위에 올려두는 것으로 마무리했습니다.
비에 대한 당부
키트를 사용하는 내내 한쪽 눈은 늘 하늘을 봐야 합니다. 키트 어디에도 방수 처리가 되어 있지 않기 때문입니다. 마치 밖에 빨래를 널어놓은 것과 같아서, 창문에 빗방울이 두드리는 소리만 들려도 무심코 밖으로 달려가야 하는 상황이 반복됩니다.
궁금해하실 분들을 위해 미리 말씀드리자면, 태양광 패널을 유리나 아크릴판 아래에 넣는 방법은 불가능합니다. 전력으로 변환되는 필수 자외선(UV)이 대부분 차단되기 때문입니다. 물론 이것이 전부는 아니라는데, 그 부분은 뒤에서 테스트 결과를 다루며 다시 설명하겠습니다.
설정 과정
볼타익 키트에 대해 감점해야 할 부분이 있다면 바로 설명서입니다. 제공되는 것은 짧은 리플렛과 태양광 패널 본체에 인쇄된 작은 도표가 전부입니다. 처음 연결을 시도할 때는 상당히 헷갈렸습니다.
배터리의 충전 포트와 방전 포트가 같은 규격과 크기라 혼란을 가중시키고, 노트북용 어댑터가 워낙 많이 포함되어 있어 더욱 복잡해 보였습니다. 그러나 알고 보니 매우 단순했습니다. 태양광 패널 유닛의 케이블을 배터리의 INPUT 포트에 꽂고, 방전할 때는 OUTPUT이라고 표시된 포트에 MagSafe 어댑터를 연결하면 됩니다. 나머지 케이블과 어댑터는 전부 무시해도 됩니다.
테스트 결과
테스트는 과학적인 방법은 아니었지만, 기준선을 잡기 위해 우선 볼타익 배터리를 메인 전원으로 완충한 뒤, 거의 방전된 맥북 프로(전원이 꺼져 배터리 아이콘만 표시되는 상태)를 충전해 봤습니다.
여기서 두 번째 놀라움이 등장합니다. 메인 전원으로 완충한 볼타익 배터리조차 이 맥북 프로를 약 50%까지만 충전할 수 있었고, 충전 중 맥북 프로를 사용하면 최대 충전량은 35% 수준까지 떨어졌습니다. 방전 중 볼타익 배터리는 만질 수 없을 정도로 뜨거워졌지만, 볼타익 기술 지원팀은 이것이 안전하며 정상적인 현상이라고 확인해 줬습니다.
다시 말해 볼타익 배터리의 72Wh가 그대로 노트북에 전달되는 것이 아닙니다. 방전 과정은 100% 효율적이지 않으며, 볼타익 기술 지원팀에 따르면 25~30%의 손실이 발생합니다.
현실적으로 계산하면, 제 맥북 프로를 태양광으로 100% 충전하려면 약 6.5시간짜리 햇빛 충전을 두 번 반복해야 합니다. 여름철의 긴 낮과 일찍 일어나는 의지가 있다면 겨우 가능한 수준입니다!
비교를 위해 2016년 중반 기준 현재 맥북 라인업의 배터리 용량(Wh)을 정리하면 다음과 같습니다.
- 맥북 12인치(2015): 41.4Wh
- 맥북 프로 15인치(2016): 76Wh
- 맥북 프로 13인치 Touch Bar(2016): 49.2Wh
- 맥북 프로 13인치(2016): 54.5Wh
- 맥북 에어(2015): 54Wh
각 모델이 볼타익 배터리로 얼마나 잘 충전되는지는 모든 모델을 테스트하지 못해 단언하기 어렵습니다. 다만 15인치 모델을 제외하면, 볼타익 배터리 한 번의 충전으로 기존 맥북(프로/에어) 라인업 대부분을 거의 완충할 수 있을 것으로 예상됩니다.
노트북에 볼타익 배터리를 연결하기 전에는 출력 전압을 노트북에 맞게 설정해야 합니다. 물리적 스위치로 12V, 16V, 19V 중 하나를 선택하는 방식입니다.
맥북의 필요 전압은 전원 어댑터(파워 브릭)에 표시된 값을 보면 알 수 있습니다. 제 맥북 프로는 19V가 필요했는데, 사실 이 과정이 모든 시도 중 가장 조마조마한 순간이었습니다. 컴퓨터를 태워 먹을까 봐 걱정스러웠습니다. OUTPUT 소켓에 무언가를 연결하면 LED 표시등이 현재 전압 설정을 보여주긴 하지만, 볼타익 배터리를 배낭에 넣고 다니다가 스위치가 실수로 바뀔 가능성이 여전히 걱정됩니다. 배터리를 사용할 때마다 스위치 위치를 반드시 확인하는 습관이 필요합니다.
그럼, 과학적 엄밀성은 없다는 점을 다시 한번 감안하고 테스트 결과를 살펴보겠습니다.
맑은 날씨
5월 중순, 오전 9시에 패널을 밖에 내놓고 오후 3시 30분에 회수했습니다. 권장 시간인 6.5시간의 충전 시간을 확보했고 하늘에는 구름 한 점 없었습니다. 볼타익 배터리의 충전 표시등은 완충 상태를 가리켰고, 실제로 맥북 프로는 0%에서 약 50%까지 충전되었습니다. 이 모델에 대해 볼타익 배터리가 낼 수 있는 최대치입니다.
흐린 날씨
다크스카이(Dark Sky) 아이폰 앱이 '구름 조금'이라고 보고한, 간헐적으로 해가 나는 날에는 6.5시간을 밖에 두었음에도 불구하고 볼타익의 충전 표시등은 배터리가 약 75% 수준임을 나타냈습니다. 그리고 맥북 프로는 0%에서 겨우 13%까지밖에 충전되지 않았습니다.
볼타익에 따르면 구름은 태양광 충전의 큰 적으로, 충전 용량을 50~100%(즉, 아예 충전이 안 되는 경우!)까지 떨어뜨릴 수 있다고 합니다. 하지만 비슷한 날씨에 오전 8시부터 오후 8시까지 패널을 내놓은 재테스트에서는 볼타익 배터리가 완충 상태를 표시했고, 맥북 프로 역시 0%에서 약 50%까지 충전되었습니다.
여기서 얻을 교훈은 명확합니다. 영국 특유의 날씨 조건에서는, 가능하다면 패널을 하루 종일 밖에 두는 것이 가장 좋은 결과를 가져옵니다.
실내
패널을 실내의 햇볕이 드는 창가에 세워두고 오전 9시부터 오후 7시까지 하루 종일 충전한 결과, 맥북 프로가 15% 충전되었습니다. 예상보다 나쁘지 않은 결과입니다.
참고로 볼타익 배터리는 맑은 날 비교적 빠르게 충전하는 것 외에도 트리클 충전(미세 전류 완속 충전)을 하도록 설계되어 있습니다. 흐린 날이 없이 계속 맑은 날씨가 이어진다면, 패널을 실내 창가에 거의 일주일 내내 두는 것만으로도 볼타익 배터리를 100% 충전할 수 있을 가능성이 높습니다.
영국에서 볼타익을 활용하는 가장 효율적인 방법 중 하나가 바로 이것일 수 있습니다. 사용하지 않을 때는 볼타익 배터리를 태양 전지에 연결해 두고 트리클 충전을 계속하는 것입니다.
주의할 점이 하나 있는데, 볼타익 기술 지원팀도 인정하는 부분입니다. 배터리의 충전 표시등은 다소 낙관적으로 작동할 수 있습니다. 경험상 신뢰할 수 있는 상태는 두 가지뿐입니다. '빈 상태'(충전 표시등이 켜지지 않거나 하나의 불빛만 깜빡임)와 '완충 상태'(태양광 패널이 연결된 상태에서 다섯 개의 표시등이 모두 깜빡임 없이 계속 켜져 있음)입니다.
결론: 맥북 태양광 충전, 현실적인가?
맥북(혹은 아이폰·아이패드)을 태양광으로 충전하려는 이유는 아마도 순수한 환경 보호 의식일 것이고, 어쩌면 단순히 재미 때문일 수도 있습니다. 돈을 아끼기 위해서라면, 냉정하게 말해 한참을 기다려야 합니다. 저희 계산으로는 연중무휴 365일 사용한다고 가정해도 투자금을 회수하는 데 약 60년이 걸리는데, 영국에서 매일 태양광 충전을 하는 것은 애초에 불가능합니다.
그리고 이것이 영국에서의 태양광 충전에 관한 가장 씁쓸한 진실로 이어집니다. 문제의 원인은 볼타익 키트 자체가 아닙니다. 초기 연결 과정의 시행착오만 넘기면, 이 키트는 놀랄 만큼 효과적으로 작동했습니다. 문제는 그냥 영국이라는 나라 자체입니다.
모든 날이 화창한 여름날은 아닙니다. 적어도 맨체스터에서는요. 그리고 예상 못 한 순간에 비가 내리기 일쑤입니다.
여기에 북반구의 비교적 북쪽에 위치한 섬나라라는 냉정한 지리적 현실도 더해집니다. 대략 10월부터 3월까지 6개월간은 태양이 지평선 근처로 낮게 떠 있어 영국에 들어오는 자외선량이 크게 줄어듭니다. 낮 시간 자체도 짧아져서, 태양광 충전에 쓸 수 있는 시간 자체가 적습니다.
이 시기에 태양광 패널로 완충하려면 며칠씩 하루 종일 야외에 노출해야겠지만, 하필 이 시기는 비가 끊이지 않는 계절이라 패널을 밖에 둘 수조차 없습니다.
다만 봄~여름철에는 며칠에 걸쳐 배터리를 트리클 충전할 목적으로 패널을 유리 뒤에 두는 것이 현실적인 대안이 됩니다. 이렇게 하면 변덕스러운 날씨의 영향도 덜 받습니다. 패널을 온실, 자동차 대시보드, 혹은 비닐하우스에 두는 방법도 있지만, 주변 공기 온도가 지나치게 높아지지 않도록 주의해야 합니다. (볼타익 배터리의 공식 작동 온도는 확인할 수 없었지만, 온라인 가이드에 따르면 리튬 폴리머 배터리는 60도 섭씨를 넘지 않아야 합니다.)
영국의 눅눅한 날씨와 지리적 위치만이 유일한 걱정거리는 아닙니다. 도난 위험도 있습니다. 최상의 결과를 얻으려면 패널과 배터리를 하루 종일 야외에, 아무런 보호 없이 두어야 하기 때문입니다. 자기 집 뒷마당이나 안뜰 정도가 안전하겠지만, 그곳 말고는 생각나는 곳이 없습니다. 또한 테스트 과정에서 패널을 오래 밖에 두면 오물이 묻는다는 사실도 발견했으므로, 가끔씩 청소해 줄 필요가 있습니다.
그렇다면 볼타익 같은 태양광 충전 키트는 어떤 상황에서 의미가 있을까요? 볼타익 공식 웹사이트의 고객 후기를 보면, 야외에서 일하는 현장 작업자들과 여행자들이 이 키트로 실질적인 활용을 하고 있습니다.
날씨가 스펙을 충족하고 낮이 충분히 길다면, 노트북을 사실상 무기한으로 메인 전원 없이 구동할 수 있습니다. 이건 정말 멋진 일이고, USB 포트로 휴대폰이나 아이패드도 충전할 수 있다는 점도 잊지 마세요. 게다가 패널은 큰 책자만 한 크기로 접힐 만큼 컴팩트해서 휴대에도 큰 부담이 없습니다.