히프펌프와 결합하는 계간 축열 시스템

전문가 제언

○ 전 세계 에너지소비 중 약 47%가 열에너지용으로서 수송, 전력부문에 비해 높은 비율을 차지하는 것으로 알려져 있다. 이러한 많은 양의 열에너지는 주로 건물의 온수와 난방용도에 사용되고 있다. 따라서 화석연료 고갈 및 환경문제 대응 면에서 온수/난방용 에너지원을 화석연료에서 태양열과 같은 신재생에너지로 전환하는 노력이 증대되고 있다.

 

○ 태양에너지에 있어서 일반주택의 지붕에 도달하는 태양복사열은 주택의 연간 난방수요보다 많지만 밤에는 집열이 불가능하고 기후, 계절에 변동성이 큰 것이 약점이다. 따라서 이에 대한 해결방안의 하나로 장기적 계간 축열(seasonal thermal energy storage: STES)시스템이 필요하다. STES시스템에 있어 주요문제는 장기간의 축열로 인한 열손실이다.

 

○ STES의 열손실은 축열온도를 낮게 설정할수록 감소되며 이는 히트펌프(heat pump)와 결합하면 가능하다. 이 결합시스템의 효율은 태양의존율(SF: Solar Fraction)과 히트펌프의 성능계수(COP)에 좌우된다. 이 두 요소는 집열기 면적과 축열조 용량이 크면 향상되고 집열기 면적에 대한 축열조 용량의 비율이 높을수록 태양의존율과 COP가 올라간다.

 

○ 전 세계적으로 태양열 이용은 오일쇼크 시기의 연료비 앙등으로 본격 보급되기 시작했다. 연료가격 안정으로 수요가 감소됐지만 환경문제와 높은 에너지변환효율(태양광발전 대비)로 연평균 17%의 성장(2002～2012)을 지속하여 2012년 태양열집열기 신규 설치면적은 약 5,000만㎡에 달했다. 이는 국내 시장가격으로 50조원에 달하는 방대한 규모이고 국내는 전체보급량의 0.1%도 안되는 매우 초라한 수준에 머물고 있다.

 

○ 포르투갈 재생에너지연합에 따르면 2015년 포르투갈 발전량 중 신재생에너지 비중이 48%에 달했고, 일본도 2020년까지 1차 에너지 중 신재생에너지 점유율 목표를 10%로 수립했다. 온실가스 배출감축 목표 달성과 함께 태양열, 히트펌프의 시장 확대가 필요한 국내에서도 전술한 계간 축열/히트펌프 결합시스템에 대한 개발 및 보급 확대가 요구된다.

저자

Arefeh Hesaraki, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2015

권(호)

43()

잡지명

Renewable and Sustainable Energy Reviews

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

1199~1213

분석자

이*원

분석물

• 히트펌프와 결합하는 계간 축열시스템.pdf [511,665 byte]

이미지변환중입니다.