이경호 에너지硏 실장

계간축열 활용 태양열시스템
난방중심 아열대 작물 E비용 절감 기대

최바다 기자 bdchoi@kharn.kr
등록 2022-11-06

아열대 과일의 생육환경을 조성하기 위해서는 하절기를 제외한 대부분의 기간에 난방이 필요해 높은 에너지비용을 부담해야 한다.

이를 극복하기 위한 방안으로 ‘태양열을 활용한 에너지 생산·저장·관리 실증모델 구축사업’이 추진되고 있다.

이경호 에너지기술연구원 신재생열융합연구실장은 아열대 과일 생육환경을 조성하기 위한 태양열에너지 활용방안에 대해 소개했다.

농업부문 태양열 활용방안 확보 기대

포항시 홍해읍에 소재한 이번 연구의 실증대상지는 3,300m²(약 1,000평) 규모 아열대 과일농장이다. 온실에 적합한 태양열에너지 활용을 통해 아열대 과일 대상 난방중심 온실재배시설의 에너지절감방안이 도출될 것으로 기대된다.

특히 기존 태양열의 약점이었던 하절기 태양열집열기를 통해 생산되는 잉여열을 계간축열조에 저장하고 동절기 등 난방이 필요한 시기에 사용해 생산, 수요의 불일치를 해소할 수 있을 전망이다.

전체 시스템의 효율성을 제고하기 위해 지중축열과 온실 하부에 수직형 지중열교환기를 배치하는 방식을 적용했다. 실증대상지인 아열대 과일농장은 비닐온실로 국내 대부분의 시설원예설비가 비닐온실방식을 적용하기 때문에 기술개발이 완료된다면 전국 온실에 적용할 수 있을 것으로 전망된다.

시뮬레이션을 통해 파악된 연간 에너지비용 절감수준은 등유보일러대비 약 80% 수준으로 나타났으며 화석연료 사용 절감에 따라 약 37%의 온실가스 배출도 저감할 수 있을 것으로 보인다. 전국단위 보급이 확산되면 농업부문 에너지소비 절감, 탄소배출 저감 효과가 극대화될 것으로 기대된다.

이경호 실장은 소규모 온실을 대상으로 적합한 태양열집열기 설치면적과 계간축열조 용량, 설비 등을 도출했으며 온실면적의 10% 이내 콤팩트한 기계실 내부와 지붕을 활용할 수 있도록 설계에 반영했다.

다만 전력설비 용량에 따라 에너지를 거의 사용하지 않는 하절기에도 축열 등을 위해 발생하는 고정적인 에너지비용은 농장주들에게 부담으로 인식될 우려가 있다.

이를 해결하기 위해 적절한 설비용량 설계 및 히트펌프를 하절기 냉방으로 활용하는 방안을 고려해야 한다.

이경호 실장은 “지난 5월부터 70℃ 수준의 온도로 축열이 진행됐으며 11월부터 난방으로써 공급될 계획”이라며 “농업에너지이용효율화사업 지원을 가정할 경우 ROI는 3~4년으로 경제성이 확인됐으나 관련정책에 영향을 받기 때문에 정책변화에 따라 달라질 것”이라고 밝혔다.

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