[농수축산신문=박세준 기자]

여름의 뜨거운 태양열을 저장해서 겨울에 시설하우스 난방열로 활용가능한 태양열 난방 시스템이 개발돼 에너지 절약과 난방비 절감 효과가 주목된다.

농림식품기술기획평가원과 한국에너지기술연구원(KIER)은 최근 농림축산식품부 연구개발사업인 농업에너지자립형산업모델기술개발사업을 통해 이같은 시스템을 개발 성공했다고 밝혔다.

KIER 연구팀은 갈수록 치솟는 에너지비용과 탄소중립 문제를 해결하고 초기 설치비용이 높거나 공간을 많이 차지해 생산가능 면적이 줄어드는 등의 단점이 있는 신재생에너지 활용성을 높이고자 이같은 연구를 시작하게 됐다.

연구팀이 개발한 난방시스템은 여름철과 가을철에 태양열로 물을 데워 대형물탱크(축열조)에 저장했다가 겨울과 봄철에 난방용으로 사용하는 방식이다. 시설물이 차지하는 면적도 줄이면서 열이용 효율을 높이기 위해 땅속에 지중 축열 설비도 설치했다.

기존의 기술은 축열조에 저장된 물을 난방에 사용하면 물의 온도는 계속 낮아지고 난방효율도 떨어지는 한계가 있었지만 연구팀은 이를 보완하기 위해 히트펌프를 적용했다. 히트펌프는 냉매의 응축과 기화시에 발생하는 냉이나 열을 냉난방에 활용하는 장치다. 연구팀은 온도가 낮아진 온수의 열을 히트펌프의 열원으로 활용해 난방이 지속해서 가능하도록 설계했다.

태양열 집열 설비가 차지하는 면적도 줄이고 작물에 피해가 없도록 축열조가 설치된 기계실 지붕에 설치할 수 있도록 했다. 아울러 농가가 사용하기 편하도록 원격 관리시스템도 개발해 온도변화 모니터링, 자동고장진단, 이상 상황 발생시 문자 전송 등의 기능을 추가했다.

연구팀 관계자는 “개발된 난방시스템을 경북 지역의 한라봉·천혜향 농가에서 1년간 운영한 결과, 3828㎡ 규모의 온실에 별도 난방 없이도 18도 이상 유지할 수 있었다”며 “이를 전력량 요금을 기준으로 단순 비교하면 농업용 면세유를 사용하는 기존 난방방식보다 80.6%의 비용절감 효과가 있는 것으로 분석됐다”고 설명했다.

실증에 참여한 한상훈 동서네농장 대표도 “만감류는 겨울철 온도변화에 민감한 작물인데도 태양열 난방시스템을 사용하면서 온실내 온도가 고르게 유지된 덕분에 기존 대비 생산량이 약 20% 가량 높아졌다”며 “조기개화와 과실품질 향상, 출하시기 단축 등의 효과도 있어 30% 정도는 소득이 향상될 것으로 기대한다”고 전했다.

노수현 농기평 원장은 “전 산업 분야에서 온실가스 감축이 중요한 이슈가 되고 있으며 원재료 공급자 역할을 하는 농업 분야도 향후 탄소배출 저감기술과 신재생에너지 활용 기술이 매우 중요해질 것으로 예상된다”며 “기존 기술의 문제점을 개선해 농업 현장에 적용가능한 신재생에너지 활용기술 개발에 지속지원해 나가겠다”고 말했다.