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노원 이지하우스 E비용·재생E 생산량 분석 공개

세대당 1일 약 1달러·122% 플러스에너지 단지

명지대 IT&제로에너지건축센터(센터 장 이명주, 이하 IZAC)가 노원 제로에너 지주택 ‘이지하우스(EZ House)’의 2년간 에너지비용과 신재생에너지 생산량 분석 결과를 최근 발표했다. 

분석결과 2018년 3월부터 2020년 2월까지 각 세대가 월평균 지불한 에너지비용은 4만1,737원으로 일평균 약 1,370원인 것으로 나타났다. 

신재생에너지 생산량 중 태양광발전량은 연간 40만7,503kWh, 지열생산량은 34만7,624kWh였다. 

특히 2017년 12월부터 2020년 3월까지 태양광발전량과 지열시스템 전체소비량을 대조한 결과 태양광발전량은 총 97만6,104kWh, 지열히트펌프 및 전체시스템 전력소비량은 77만130kWh여서 충당률 126.7%를 기록했다. 

태양광발전량 중 지열시스템을 가동하고 남는 에너지와 지열시스템에서 생산한 에너지는 이지하우스의 연간 에너지소요량 41만4,325kWh의 122%여서 플러스 에너지를 달성했다. 


세대별 에너지비용, ‘하루 약 1달러’ 
이번 이지하우스의 에너지요금 계산은 가스보일러를 제외하고 실제 주민들이 지불한 요금이라는 점에서 의미가 있다. 전력요금계를 기준으로 기간, 세대별로 평 균요금을 산출했다. 

에너지비용을 자세히 살펴보면 2018 년 3월부터 12개월간 연간 단위세대 에너지요금은 46만9,502원이었다. 이는 월평균 3만9,125원, 일평균 1,286원이다. 

또한 2019년 3월부터 12개월간 연간 단위세대 에너지요금은 53만2,193원이었으며 월평균 4만4,349원, 일평균 1,458원이다. 결과적으로 세대당 월평균 4만1,737원을 지불해 매일 약 1,370원 수준의 에너지요금이 부과됐다. 

2017년 문재인 대통령이 이지하우스를 방문했을 당시 시뮬레이션을 통해 예상한 금액은 월평균 2만7,000원이었다. 실제 금액과 대조해보면 예측비용대비 약 1만4,737원을 더 사용한 것이다. 

IZAC의 관계자는 “에너지시뮬레이션에 입력했던 거주인원 수, 평년기온대비 혹한·폭염 등이 원인으로 작용했다”고 밝혔다. 

실제로 2018년 여름은 폭염일수 31.4일, 열대야일수 17.7일로 1973년 이후 가장 많은 일수를 기록했다. 또한 겨울철에도 서울지역 11~12월 기준 30년 평균값 이 -0.2℃인 것에 비해 -1.1℃로 나타나 더 추웠다. 또한 이지하우스는 행복주택으로 공급돼 신혼부부가 대다수를 차지하고 있다. 신생아 42명이 출생하면서 거주 인원이 증가했고 이들 세대의 경우 온도설정을 통상적인 가정보다 여름에 더 시원하게, 겨울에 더 따뜻하게 설정한 것이 시뮬레이션대비 에너지비용 상승에 영향을 준 것으로 분석된다. 



태양광, 월 약 3만5,000kWh 생산 
이지하우스 태양광모듈은 현대중공업에서 제조했으며 변환효율은 17.6%다.  인버터는 총 97개로 향별·각도별로 분리해 AC로 변환한다. 총 1,236개 모듈이 설치됐으며 용량은 8,600W, 출력은 388.24kWp다.

시뮬레이션 시 월 3만3,257kWh를 생산할 것으로 예측했으며 실제 월평균 생산량은 3만4,899kWh로 나타났다. 최대 전력생산량은 2019년 5월이었으며 4만6,000kWh 이상을 생산했으며 최소 전력생산량은 2018년 1월로 2만5,000kWh 미만을 생산해 약 1.8배 격차를 보였다.

지열, 연간 약 35만kWh 생산
이지하우스 연간 지열에너지 생산량은 34만7,324kWh다. 지중열교환기는 48개 천공이 지하주차장 아래 설치됐다. 설치현황은 깊이 160m, 열전달성능 9.7kW, 온도 15.6℃ 등이다. 가장자리 20개는 난방·급탕용으로 연중 운영되고 가운데열 10개씩 20개는 냉방용으로 계절별 운영된다. 중심부 8개는 비상용으로 운영할 계획이었으나 그간 운영되지 않아 난방·급탕용으로 연결됐다.

지열히트펌프는 총 3대로 △냉난방겸용 50RT △난방·급탕용 50RT △난방·급탕용 30RT 등이다. 난방 시 COP는 3.8, 냉방 시 COP는 5.0 성능이다. 저탕조는 총 3개로 △냉난방용수 8톤 1개 △급탕용 8톤 2개 등이 설치돼있다.

지열에너지 시스템은 전 세대 바닥난방, 통합배관 및 세대열교환기를 이용한 급탕 등으로 구성된다. 냉방은 아파트형인 101~103동에만 지열에너지를 이용한 환기장치로 공조냉방을 실시하고 있다.

2017년 12월 입주 이후 2020년 3월까지 태양광발전과 지열시스템 소비량을 비교한 결과 이지하우스는 지열히트펌프를 포함한 지열시스템 가동에 필요한 모든 전력을 태양광에너지 발전량으로 충당하고도 약 27% 정도의 전력이 남는다.

2017년 12월 입주 이후 2020년 3월까지 총 태양광발전량은 97만6,104.3kWh였다. 지열히트펌프 소비량은 45만1,356.1kWh였으며 지열시스템 전체 소비량은 77만130.3kWh였다. 이에 따라 전체 충당률은 126.7%를 기록했다.

지열 효율개선사업 착수
이번 분석결과에 따르면 이지하우스는 단지 내로 들어오는 에너지, 단지 밖으로 나가는 에너지를 토대로 계산하는 국제사회 기준으로 에너지자립률 122%를 달성한 플러스에너지 공동주택단지다.

2008년 한국 평균주택 연간 에너지요구량 124만9,453kWh에 비해 이지하우스의 연간 에너지요구량은 패시브기술로 60.8%, 액티브기술로 15.4%를 절감한 41만4,325kWh다. 태양광으로 40만7,503kWh를, 지열로 34만7,624kWh를 생산해 에너지자립률 122%를 달성했다.

이지하우스는 국내 최초 지열을 주열원으로 사계절 냉난방, 환기, 급탕 열에너지를 생산하고 소비한 공동주택단지다. 

IZAC은 지난 2년여간 사용과정에서 발생한 개선사항을 도출하고 지난 5월부터 개선공사를 진행하고 있다. 이에 따라 2021년 3월부터 지열시스템 열생산량·소비량 효율이 보다 개선될 전망이다.

이명주 센터장은 “이지하우스는 국내 최초 제로에너지 공동주택단지로서 국가 R&D사업으로 진행된 만큼 완공 후 지속적인 모니터링이 매우 중요하다”라며 “노원구청과 한국지역난방공사의 지원으로 연구를 지속하고 있으며 여러 변수를 지속적으로 분석하면서 에너지별, 계절별 자동제어까지 정리하고 있다”고 밝혔다