▲ 태양열+지열 하이브리드시스템이 적용된 고창 에너지자립형 주택.
[투데이에너지 강은철 기자] 전세계적으로 탄소제로 건물, 제로에너지 건물, 에너지자립형 건물 등 에너지를 적게 사용하거나 자급하는 건물 보급 확대를 위한 정책이나 제도가 빠른 속도로 확산되고 있다.

유럽에서는 영국이 가장 먼저 2016년부터 탄소제로 보급을 의무화하는 정책을 확정, 발표한 바 있으며 대부분의 국가들이 연차적으로 건물에너지 자립목표를 제시하고 있다.

이러한 건물을 위해 부하의 상당부분을 건축적인 측면에서 줄이고 나머지 부하는 신재생에너지를 통해 줄이고 있다. 신재생에너지 중 태양열과 지열은 건물의 냉난방 및 급탕 등 열에너지를 공급할 수 있는 열원이다.

태양열의 경우 집열효율이 높고 운전비가 안든다는 장점이 있는 반면 외기에 의존적이어서 백업장비가 필요하다는 단점이 있다. 이에 반해 지열은 한가지 기기로 냉난방 및 온수급탕이 가능하고 백업장치가가 없어도 된다는 장점이 있지만 히트펌프를 작동시켜야 해 운전비(전기)가 많이 든다는 단점이 있다.

이에 따라 태양열과 지열히트펌프를 적절히 조합하면 보조열원 없이 적은 운전비로 냉난방 및 급탕을 100% 공급할 수 있는 시스템이 될 수 있다. 특히 주택은 설치장소 제한, 간편한 설치, 사후관리 등으로 인해 제품 컴팩트화가 필수다.

이러한 특장점을 살린 ‘태양열+지열 하이브리드시스템’을 한국에너지기술연구원이 개발하고 제인상사가 기술이전을 받아 국내 최로의 신재생 하이브리드시스템을 양산화했다. 특히 고창군이 고창읍 월곡리 일원에 추진한 에너지자립형 친환경 주택단지에 적용됐다.

제인상사의 관계자는 “태양열과 지열히트펌프시스템은 난방 및 급탕 축열조와 같은 버퍼탱크가 필요로 하는 시스템이다보니 버퍼탱크를 중심으로 하나로 통합시켜 컴팩트하게 설계했다”라며 “공장에서 만들어 현장에서는 단순 배관만 연결하면 바로 사용할 수 있도록 제품화했다”고 밝혔다.

이를 위해 태양열을 최대한 활용할 수 있도록 하고 지열히트펌프의 백업역할을 효과적으로 하기 위한 제어기술과 냉난방 및 급탕용으로 효율적인 활용을 위한 지열히트펌프기술이 함께 적용됐다.  

제인상사의 관계자는 “유럽의 경우 2가지 이상의 신재생에너지를 복합적으로 건물에 적용하고 있다”라며 “특히 주택의 경우 열부하가 약 70% 이상 차지하고 있어 태양열을 중심으로 하이브리드시스템이 개발 및 보급되고 있다”고 밝혔다.

제인상사의 태양열+지열 하이브리드시스템은 산업통상자원부가 추진하고 있는 신재생에너지 융복합사업의 우수사례로도 소개되기도 했다.

제인상사의 관계자는 “태양열+지열 하이브리드시스템은 냉난방 및 급탕 공급 적은 운전비용, 시공 편이성, 좁은 공간 설치용이 등의 장점이 있다”라며 “특히 히트펌프 전원만 연결하면 사용할 수 있도록 상품화해 시공품질을 보장할 수 있으며 현장에서 시공에 따른 문제점을 처음부터 차단할 수 있다는 점에서 경쟁력이 있다”고 강조했다.

그는 특히 “주택용으로써 주거건물에 적합하도록 접은 기계실 공간에 설치가 용이하도록 컴팩트하게 설계, 제작됐다”라며 “제작된 시제품에 대해 신뢰성 및 성능검증을 위해 실험실 시험 및 주택적용 성능시험도 수행했다”고 밝혔다.

▲ 에너지자립형 주택에 설치된 지열히트펌프.

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