가정집에서 쓰고 남을만큼 에너지를 만들어냈다

에너지기술연구원, 가정집 리모델링해 실증
태양광 등으로 에너지자립률 144%까지 달성

에너지기술연구원이 대전 본원 내 기존 노후 건축물 리모델링을 통해 신·재생에너지 융복합 기술을 적용해 실증한 결과 144%의 높은 에너지자립률을 보였다. 에너지기술연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 가정집에서 신재생에너지를 생산하고 남는 에너지를 외부에 공급할 수 있는 기술을 실제 적용에 성공했다. 연구진은 이 기술을 활용해 향후 도시재생을 통한 에너지자립률 향상과 공공부지 또는 노후 캠퍼스를 활용한 도시 에너지공급 플랫폼 구축, 리모델링을 통한 건축시장 활성화 및 신도시 에너지 자립화 등에 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

한국에너지기술연구원은 도시형 신·재생에너지 플러스에너지커뮤니티 에너지공유 플랫폼(K-PEC) 개발했다고 10일 밝혔다. 대전 본원 내 기존 노후 건축물 리모델링을 통해 신·재생에너지 융복합 기술을 적용해 실증한 결과 144%의 높은 에너지자립률을 보였다.

에너지기술연구원은 제로에너지하우스인 주거용 건물 2채에 태양광, 태양광·열, 고분자 연료전지, 에너지저장장치 등 신·재생에너지 최신 기술을 접목했다.

연구진은 지난해 리모델링한 주거용 건물을 올해 1~4월 시운전했다. 그결과 일반 가구의 소비량 기준으로 144%의 에너지자립률을 보였다. 이를 건축물 에너지효율등급 인증평가 프로그램을 이용해 시뮬레이션했을 때 연간 에너지자립률 166.3%를 얻었다.

김종규 책임연구원은 "커뮤니티 단위 제로에너지 1등급 설계, 전기·열 복합에너지공유 플랫폼 설계 등을 적용해 구현 중"이라고 말했다.

에너지연은 2002년 국내 최초로 개발한 '제로에너지 솔라하우스1(ZeSH-1)'과 2005년 당시 독일의 패시브하우스를 능가하는 신재생하이브리드시스템을 적용해 개발한 ZeSH-2를 리모델링했다.

ZeSH-1는 지붕형 건물일체형 태양광(BIPV)과 지붕거치형 태양광·열(PVT) 모듈로 총 6.6㎾의 신재생에너지 설비를 갖췄었다. 여기에 15.1㎾ 태양광, 4.3㎾ 태양광·열, 2㎾ 고분자 전해질연료전지 등 총 21.4㎾의 신재생에너지 생산설비뿐만 아니라, 전기저장(BESS), 열저장(TESS), 잉여전기열변환(P2H), 히트펌프 활용기술 등을 적용해 리모델링했다.

또한 ZeSH-2는 지붕형 태양광과 벽면형 태양광·열 모듈로 총 6.45㎾의 신재생에너지 용량을 보유했었다. 여기에 고도의 에너지자립율을 갖는 KePSH-2로 변모하는 데에는 8.3㎾ 태양광, 3.3㎾ 태양광·열, BESS, TESS, P2H, 지열 냉난방 히트펌프 등을 적용해 리모델링했다.

김종규 책임연구원은 "소규모 커뮤니티에서 확보되는 핵심기술들은 실제 도시단위의 스마트빌리지 실증을 통해 검증되고 활용될 수 있도록 대내외 관련 연구를 연계해 진행하고 있다"고 말했다.

연구진은 향후 유색 태양광 패널인 '솔라스킨'을 비롯해 적용된 건물에너지 요소기술들의 내구성 및 에너지 발전성능 등 장기 성능평가를 진행한다. 2022년부터 시작되는 2단계 연구에서는 1단계에서 적용된 신·재생에너지 요소기술들과 연구원의 태양광 예보기술을 활용해 전체 커뮤니티 에너지자립률 향상과 에너지공유를 통한 자가소비율 향상, 커뮤니티 에너지 운영시스템 최적화, 커뮤니티 내 열에너지 네트워크 검증 등을 수행한다.

이를 통해 차세대 기술이 도심 에너지 공유 플랫폼 구축의 에너지생산 요소기술로 효율적으로 활용될 수 있도록 통합적 연구를 수행할 계획이다.

[e-mail] 김만기 기자