오지에서도 24시간 충전할 수 있는 방법은?

전원 콘센트가 없는 오지에서라면 태양광 충전기가 스마트폰을 포함한 각종 기기를 충전하는 한 방법이 될 수 있다. 그러나 해가 떠 있는 낮 시간 동안으로 제한되어 있고, 또 햇빛이 충분치 않을 때는 충전을 할 수 없게 된다. 마침 이를 대체할 휴대용 풍력 터빈이 그 대안으로 등장했다. 제품 디자이너 닐 퍼버는 지금까지 나온 것 중 가장 휴대성이 좋은 풍력 터빈 제품이라고 밝혔다.

마이크로 풍력 터빈에 대한 아이디어는 닐 퍼버가 장거리 트레킹을 하던 중 휴대폰이 자주 방전되던 경험에서 나왔다. 그는 산악인, 암벽 등반인, 영화 제작자, 그리고 탐험 대장 등을 만나보고 오지에서 전기를 구하는 방법으로는 태양광 충전기가 압도적으로 인기있는 솔루션임을 확인했다. 그러나, 문제는 날씨에 큰 영향을 받는다는 단점이 있었다.

그가 제안한 풍력 발전기에 대해서는 모두 긍정적으로 받아들였지만, 문제는 무게와 부피, 그리고 사용상의 난이도 등이 선택을 주저하게 하는 요소였다. 시장에는 이미 트리니티(Trinity)라는 이름의 풍력 터빈 충전기가 있었으나 퍼버에 따르면 상업적인 제품 중 비슷한 크기에 휴대성이나 효율, 간단한 사용법 등에서 이와 비교할만한 제품은 없다고 했다. 그는 그러한 모든 요구사항에 부합하는 제품을 그의 박사과정 졸업 프로젝트로 만들기로 했다.

몇 개의 모델을 만들어 다양한 바람의 조건에서 안정성, 다양한 접이식 메카니즘, 성능 등을 테스트했다. 전압 변환기, 배터리팩 그리고 서킷 보드 등과 함께 모든 상황에 맞는 다양한 발전기 또한 테스트했다.

마침내 이 모든 것에 부합하는 무게 1kg 짜리 프로토타입이 완성되었다. 가장 가까운 형태의 경쟁 모델에 비해 약 40% 가벼운 것이었다. 접이식 축의 장력을 이용해 단 몇 초면 설치할 수 있고 이는 다시 로프를 이용해 안정적으로 고정하게 된다. 태양광 충전기와 달리 적당한 바람만 불어준다면 밤낮을 가리지 않고 사용이 가능한 것이 최대 장점이다.

수직축 로터의 모양을 한 디자인은 실린더 형태의 디자인을 한 터빈을 기반으로 고안됐는데, 이를 통해 모든 방향에서 불어오는 바람을 활용할 수 있고, 다양한 속도의 바람, 안정적이지 못한 돌풍 등도 활용할 수 있다. 낮은 풍속에서도 높은 출력이 나올 수 있는 것은 경쟁 모델에 비해 큰 로터를 사용하기에 가능했다. 특히 이를 발전기 축에 직접 연결함으로써 기계적 전달 과정에서 발생하는 에너지 손실을 최소화했다.

전력의 출력은 물론 풍속에 따라 변한다. 그러나 바람이 18km/h 이상만 불면 터빈은 항상 일정하게 5W의 전기 출력을 내는 것으로 알려졌다. 만들어진 에너지는 USB 출력을 통해 바로 기기를 충전하거나 24Wh 배터리팩에 저장할 수 있다. 이 정도의 풍속이면 USB 기기 충전을 하며 배터리 팩을 유지하기 위한 충분한 전기를 생산한다. 퍼버에 따르면 단순화된 디자인 덕분에 낮은 비용으로 생산이 가능하며 다양한 사용 요구 조건에 맞출 수 있다고 한다.

현재 상업적인 생산을 위한 추가적인 개발과 생산 파트너를 물색 중이다. 프로토 타입 제품은 올 10월에 열리는 두바이 디자인 위크 (Dubai Design Week)에서 전시될 예정이다.