농림식품기술기획평가원(원장 노수현)은 농림축산식품부 연구개발사업(농업에너지자립형산업모델기술개발사업)을 통해 여름에 태양열을 저장했다가 겨울에 시설하우스의 난방열로 활용이 가능한 태양열 난방 시스템 개발에 성공했다고 밝혔다.

한국에너지기술연구원 연구팀은 기존 신재생에너지의 단점을 개선하면서 무더운 여름철에 태양열을 저장했다가 겨울철 난방에 활용할 수 있는 난방시스템 개발에 나서게 되었다.

연구팀이 개발한 난방시스템은 여름철과 가을철에 태양열로 물을 데워 대형 물탱크(축열조, 350톤 규모)에 저장했다가 겨울과 봄철에 난방용으로 사용하는 방식이다. 시설물이 차지하는 면적도 줄이면서 열이용 효율을 높이기 위해 땅속에 340톤 규모의 지중 축열 설비도 설치했다. 축열조에 저장된 물을 난방에 사용하면 물의 온도는 계속 낮아지게 되고 난방 효율도 떨어진다. 이를 보완하기 위해 히트펌프를 적용했다. 히트펌프는 냉매의 응축과 기화 시에 발생하는 냉이나 열을 냉난방에 활용하는 장치로 가정에 설치된 에어컨과 같은 설비로 이해하면 된다. 온도가 낮아진 온수의 열은 히트펌프의 열원으로 활용해 난방이 가능하게 설계해 효율을 높인 것이다.

태양열 집열 설비가 차지하는 면적도 줄이는 한편 작물에 피해가 없도록 축열조가 설치된 기계실 지붕에 설치했다. 이렇게 해서 설치된 기계실 등 부대시설의 면적은 온실의 11.3%(433㎡) 정도로 최소화했으며 햇빛을 가리는 등 작물에 해가 없도록 설치했다.

개발된 난방시스템을 경북 지역의 아열대 과수(한라봉, 천혜향) 농가에서 1년간 운영해 본 결과 3,828㎡ 규모의 온실에 별도의 난방없이도 18℃ 이상을 유지할 수 있었다고 한다. 이를 전력량 요금을 기준으로 단순 비교하면 농업용 면세유를 사용하는 기존 난방방식에 비해 80.6%의 비용절감 효과가 있는 것으로 분석됐다.