- 복합 계간축열식 태양열 및 지열원 히트펌프 적용 재생에너지 융복합 시스템 실증 추진

- 재생에너지를 최대한 활용한 똑똑하고 친환경적 농업 실증 나서

■ 한국에너지기술연구원(원장 김종남)은 복합 계간축열식 태양열 및 지열원 히트펌프가 적용된 재생에너지 융복합 시스템 기반 ‘에너지자립형’ 스마트팜* 실증사업을 본격적으로 추진한다고 밝혔다.

* 에너지자립형 스마트팜: 비닐하우스 같은 시설이나 기계 장치를 설치하는 시설농가에서 사용되는 에너지를 화석연료 대신 태양광·열, 지열 등 다양한 신재생에너지원으로 대체하여 에너지를 저장 및 공급하는 친환경적이고 효율적인 미래형 온실이다.  

○ 태양복사에너지를 이용해 열을 생산하는 태양열시스템은 계절 간 에너지생산·소비가 불균형하다는 단점이 있다. 집열기에서 생산되는 열은 여름철 가장 많으나 난방 및 급탕 소비량은 겨울에 가장 높다. 이러한 계절 간 불균형을 해소하기 위해 봄부터 가을까지 생산된 열을 저장했다가 겨울에 공급하는 시스템이 계간축열시스템이다.

■ 연구원에서 추진하는 재생에너지 융복합 시스템 기반 ‘에너지자립형’ 스마트팜은 3,900m2 (1,180평) 규모의 스마트팜을 대상으로 난방부하 80% 와 냉방부하 50% 이상을 담당할 수 있는 복합 계간축열식 태양열 및 지열원 히트펌프 적용 재생에너지 융복합 시스템이다. 이번 실증사업을 통해 연간 에너지 비용 70% 이상을 절감하는 통합에너지 시스템이 구성되고 관리운영 방안도 제시될 것으로 내다봤다.

□ 기존의 농업용 냉난방 설비는 가스보일러나 전기히터 등을 주로 사용해왔다. 이번에 개발하는 재생에너지 융복합 시스템은 태양 복사에너지를 이용해 열과 전기를 동시 생산하는 PVT(PhotoVoltaic-Thermal, 태양광·열) 집열기 및 일반 태양열 집열기와 지열원 히트펌프 시스템, 그리고 계절 간 부하 평준화를 위한 탱크축열(TTES) 및 지중축열(BTES)을 복합 활용하는 계간축열조 등으로 구성된 친환경에너지로 구축된다.

□ 연구진은 재생에너지 융복합 시스템 개발을 통해 농업 현장에서 친환경 신재생에너지를 안정적으로 생산·저장·공급할 수 있는 시스템을 구축하고 실증할 예정이다. 이를 통해 재생에너지의 스마트팜 적용 기술을 고도화하고 시스템 확산을 위한 비즈니즈 모델 및 표준모델 개발, 사후관리 등 유지보수 방안을 개발할 계획이다.

■ 이번 연구로 온실에 적합한 재생에너지 융복합 이용 공조시스템을 개발해 안정적인 작물 생산과 에너지 절감 및 농가소득 증대에 기여하고 나아가 기후변화 대응 측면에서 화석연료에 의존하는 농업부문에서의 온실가스 배출 저감에 도움이 될 것으로 보인다. 또한 실증을 통해 친환경 인식을 확산하고 다양한 신재생에너지 설비를 활용해 농촌에서의 에너지자립도 향상이 가능할 것으로 기대한다.

□ 이번 실증사업은 국내 최초의 컨소시엄형 장애인 표준사업장인 ‘푸르메 여주팜’을 대상으로 10월 29일 착공식을 가졌다.

■ 연구책임자인 신재생열융합연구실 김민휘 선임연구원은 “장애인 표준사업장에 지속가능한 일자리를 제공하는 지역 상생 모델 개발에 일조할 수 있어서 뜻깊다.”며 “본 융복합 시스템의 초기투자비용은 다소 높으나, 유지비용 절감에 효과적이므로 지속가능한 일자리 창출 모델에 적합하고 재생에너지 융합기술 개발을 통한 스마트시티와 그린뉴딜 모델 구축 및 확산에도 기여할 수 있을 것으로 예상된다.”고 밝혔다.

□ 이번 기술 개발은 농림축산식품부가 지원하는 농림식품기술기획평가원 농업에너지 자립형 산업모델 기술개발사업의 일환으로 진행되고 있으며, 한국에너지기술연구원 주관으로 장한기술㈜, 경북대학교가 참여하여 산-학-연 공동으로 원예시설 공조를 위한 태양열·지열 융복합 에너지 생산·저장·관리 및 실증모델 구축을 목표로 하고 있다.