[매뉴얼-유지보수] 전기시스템(1)

전기

대부분의 크루징 요트는 전기 시스템에 크게 의존합니다. 전기는 항해 및 통신 장비, 조명, 엔터테인먼트 시스템, 냉장 등을 운영하는 데 사용됩니다. 따라서 장비를 작동하기에 충분한 전력을 생성하고 저장해야 합니다. 현대의 요트는 대부분의 조건에서 선실 내부에 물이 들어오는 경우가 거의 없지만, 전기 장비는 해양환경에서도 사용이 가능하도록 품질이 좋고, 설치 및 유지 관리가 잘 되어 있어야 하며 그렇지 않으면 매우 빠르게 노후화될 수 있습니다. 소형 요트로 항해하는 경우에는 전기 공급에 전적으로 의존해서는 안 됩니다. 배가 세일링과 항해를 할 수 있으려면 항상 백업 시스템이 있어야 하며, 전력이 끊어질 경우에도 편안하게 지낼 수 있어야 합니다.

 

배터리 유형

적절한 연결 배터리-사진 속의 배터리는 2볼트 셀이 직렬로 연결되어 12볼트를 생성-는 가정용 전력 수요에 가장 적합하며 자동차용 배터리보다 훨씬 오래 지속됩니다.

직류 시스템

중소형 요트는 일반적으로 배터리 뱅크에서 공급되는 전력으로 12볼트 또는 24볼트 직류(DC) 시스템을 사용합니다. 이들은 종종 상당한 무게를 유지하기 위해 빌지 또는 빌지 근처에 보관됩니다. 각각의 배터리는 특정 목적을 위해 설계됩니다. 소형 보트에서 흔히 볼 수 있는 자동차용 배터리는 해양용으로 설계되지 않았습니다. 자동차용 배터리는 자동차의 시동 모터에 짧은 고전류를 공급하도록 되어있으며, 엔진이 작동하면 교류 발전기가 자동차의 전기 시스템의 필요를 충족합니다. 하지만, 요트에서는 배터리가 엔진의 시동 외에도 엔진이 작동하지 않을 때는 오랜 시간 동안 각종 전기제품에 동력을 공급하는 데도 사용됩니다. 

 

배터리

해상용으로 가장 적합한 배터리는 딥싸이클 배터리와 구동용(트랙션) 배터리입니다. 이 두 가지 대형 배터리는 모두 수백 회 이상 충방전이 가능한 "딥싸이클"로 설계되었습니다. 즉, 엔진이 작동 중일 때 상대적으로 낮은 용량으로 방전된 후 다시 충전할 수 있습니다. 좋은 해양용 배터리는 자동차 배터리와는 달리 수백 번의 충전-방전 싸이클을 처리할 수 있습니다. 엔진 시동용 배터리와 선내 부하용 배터리를 하나씩 보유하는 것이 좋은 방법이므로, 요트 내 전기제품 시스템을 사용으로 인해 엔진 배터리를 방전되는 일이 없도록 해야 합니다. 

배터리가 빌지에 낮은 곳에 보관되어 있는 경우, 바닷물의 유입으로 메인 배터리가 침수될 가능성도 고려해서, 비상 시 라디오 장비를 작동할 수 있도록 보조 배터리를 선실 높은 곳에 보관할 필요도 있습니다. 

요트에 사용하기 위해 특별히 설계된 최고 품질의 전기 장비를 사용하는 것은 매우 중요합니다. 해양용 환경에 사용이 가능한 제품을 고르는 것이 신뢰할 수 있고, 안전합니다.

배터리 관리

밀폐형이 아닌 경우, 배터리를 충전할 때 증발하는 배터리 유체를 대체하기 위해 이따금 증류수로 충전해야 합니다. 이 배터리는 충전 시 공기보다 가벼운 수소 가스를 방출하므로, 배터리 보관함의 상단은 환기가 잘 되어야 합니다.

전해질이 액체가 아닌 젤 형태인 배터리는 유지보수가 필요하지 않으며, 배터리 액체가 흐르지 않습니다. 완전히 밀봉되어 있고, 수소 가스를 방출하지도 않습니다. 기존 배터리보다 비싸지만 요트에서 사용하기에는 분명한 장점이 있습니다. 일부 유형은 기존의 딥싸이클 배터리보다 더 많은 충전-방전 사이클을 견딜 수 있습니다.

모든 배터리는 배가 흔들려도 움직이지 않도록 단단히 고정해야 하며, 일반 배터리는 전해질 유출을 방지하기 위해, 이를 담을 수 있는 별도의 장치(드립 트레이)에 장착해야 합니다. 기존 배터리의 충전 상태는 전해질의 비중을 측정하는 비중계로 확인할 수 있습니다. 요트를 한동안 방치하는 경우 시간이 지남에 따라 천천히 방전되므로 배터리가 완전히 충전되었는지 확인하세요. 장시간 방전상태로 두면 배터리의 수명이 단축되므로 피해야 합니다. 배터리 전체의 전압도 배터리의 충전 상태를 나타냅니다. 이론적으로는 12V 배터리가 완전히 충전되면 13.2V가 나오지만, 실제로는 12.9V가 가장 높은 수치입니다. 12.5V에서는 약 75%의 충전량이 남아 있고 12.2V에서는 50%의 충전량이 남아 있다고 볼 수 있습니다.

전압이 11.8V로 떨어지면 배터리는 충전량의 25%만 남은 상태가 됩니다. 이 수준까지 방전하면 딥싸이클 배터리라도 수명이 단축되므로, 이상적으로는 전압이 12.2V 이하로 떨어지기 전에 충전해야 합니다.

 

충전 시스템

소형 요트에서 가장 일반적인 충전 시스템은 엔진에 장착된 플라이휠의 벨트에 의해 구동되는 교류 발전기, 얼터네이터입니다. 엔진이 작동할 때마다 얼터네이터는 배터리에 전력을 공급하며, 공급되는 전력의 양은 레귤레이터에 의해 제어됩니다.

소위 "스마트" 레귤레이터는 대부분의 교류 발전기에 내장된 단순한 유형보다 훨씬 더 효율적입니다. 이 레귤레이터는 배터리의 상태, 온도, 충전 상태, 교류 발전기가 전달하는 전압을 감지하여 발전기의 출력을 자동으로 조정하여 배터리에 최상의 충전을 제공합니다. 스마트 레귤레이터를 사용하면 배터리 성능이 크게 향상되고 충전 시간이 단축됩니다.

배선

요트에서는 해양용 배선만 사용해야 합니다. 제일 좋은 제품은 여러 가닥으로 이뤄진 전선의 끝에 주석코팅이 적용된 고품질 절연전선입니다. 주석코팅이 되지 않은 구리선은 해양 환경에서 절연재 내부로 확장되는 부식을 빠르게 발달시켜, 전선의 전기 흐름에 대한 저항력을 높이고, 더 부서지기가 쉽습니다. 모든 배선은 잘 고정되어 있어야 하며, 플라스틱 전선관으로 보호되거나, 천장의 헤드라이너나 선체 패널 뒤에 숨겨져 있어야 합니다.

요트의 배선은 배터리와 장비 사이의 전압 강하를 최소화하면서 장비가 요구하는 최대 전류를 처리할 수 있어야 합니다. 배터리와 스타터모터 사이의 전선과 같이 부하가 크거나 전동 윈드라스 또는 기타 고출력 장비로 이어지는 전선은 전압 강하를 최소화하기 위해 적절한 굵기여야 하고, 최대한 짧아야 합니다. 너무 얇은 전선은 열 발생으로 에너지 손실과 화재의 위험이 있으므로, 확실하지 않다면 더 굵은 전선을 사용해야 합니다. 5년 이상 된 보트를 구입하는 것을 고려하고 있다면 전기 시스템을 주의깊게 살펴보세요. 처음부터 최고의 재료를 사용하지 않았다면 교체가 필요할 수 있습니다. 또한 원래 시스템에 추가 전기 장비가 추가되었을 가능성이 높은 데, 설계에 반영되지 않았던 장비나 여분의 용량이 없는 상태에서 추가된 품목의 경우, 문제를 일으킬 수도 있습니다. 

오래된 요트의 대부분은 스위치 패널의 각 배선 회로가 퓨즈로 보호되어 있습니다. 퓨즈가 끊어질 때까지 문제가 되지 않지만, 퓨즈가 끊어질 경우에는 정격에 맞는 제품으로 바꿔줘야 합니다. 퓨즈 교체작업은 낮에는 간단할 수 있지만, 밤이나 악천후의 바다에서는 문제가 될 수 있습니다. 따라서 추가로 회로 차단기(써킷브레이커)가 있는 스위치 패널을 설치해주면 좋습니다. 써킷브레이커는 전력 차단 후 재설정이 쉽기 때문입니다. 

---

 

주요 장비의 전력 부하

전기가 필요한 새 장비를 추가할 때 배터리 용량에 가해지는 추가 부하를 간과하기 쉽습니다. 선내의 배터리 용량과 충전량이 충분하지 않으면, 장비가 소비하는 전기 에너지를 충전하기 위해 장시간 엔진을 가동해야 합니다.

 

배터리 뱅크는 얼마나 커야 하나?

요트에 필요한 배터리 뱅크의 크기를 계산하려면 먼저 아래의 표를 참고하여 일일 총 전력사용량(각 장비의 암페어에 사용예상시간을 곱한 값)을 계산합니다. 하루에 한 번 배터리를 충전하고, 총 용량의 50%를 초과하지 않도록 한다고 가정하면, 배터리 뱅크의 크기는 예상 일일 전력사용량의 최소 두 배 이상이어야 합니다. 배터리 뱅크와 충전 시스템의 크기를 결정할 때 너무 인색할 필요는 없습니다. 잘 관리된 배터리는 여러 시즌 동안 사용할 수 있지만, 용량이 너무 작아 정기적으로 거의 빠듯하게 사용되는 경우에는 1~2년 안에 고장날 가능성이 높습니다. 

장비	전력사용량
전주등	1 A
삼색등	2 A
실내등(각각)	1 A
선속/수심계	0.5 A
GPS	<0.5 A
VHF	<0.5 A
CD 플레이어	1~5 A
오토파일럿	4~10 A
온풍기	1~2 A
냉장고	4 A