KSN에너지(대표 김수화)는 한국에너지기술연구원 제1호 연구소기업으로 태양에너지에 대한 연구개발을 통해 국내 신재생에너지시장 활성화에 기여하고 있다.
최근 효율적인 냉난방에너지 생산을 위해 태양열-지열히트펌프 하이브리드 시스템 개발에 착수했으며 태양열, 지열 등의 효율적인 사용을 구현할 것으로 기대된다.
신재생원간 융합통한 E효율·경제성 확보
신재생에너지 하이브리드 시스템(NRE-H System)은 에너지효율 향상, 발전단가 저감 및 안정적인 에너지공급을 위해 신재생에너지를 포함한 둘 이상의 에너지 생산시스템과 에너지 저장시스템을 결합해 열, 전력, 가스 등을 공급·관리하는 시스템이다.
‘태양광+풍력+ESS’와 같이 2개 이상의 신재생에너지를 조합해 지역적 특성에 맞춰 에너지를 공급할 수 있다. 신재생에너지의 간헐성, 지역별로 상이한 자원분포 등은 신재생에너지 확산의 걸림돌로 작용하고 있으며 이를 극복하기 위해서는 에너지원의 특성을 반영하면서 상호보완할 수 있는 신재생에너지 하이브리드 시스템을 개발하는 것이 중요하다.
이형민 KNS에너지 연구소장은 “신재생에너지 하이브리드 시스템은 신재생에너지와 ESS의 결합, 서로 상이한 특성을 지닌 신재생에너지의 결합, 화력발전과 신재생에너지의 결합 등으로 구분된다”라며 “KNS에너지는 건물부문 냉난방 에너지생산에 효율적인 히트펌프를 주목하고 태양열에너지 전문기업이지만 고효율 히트펌프 개발 및 타 에너지원과의 융합시스템을 개발하고 있다”고 밝혔다.
KNS에너지는 한국에너지공단의 신재생에너지 보급사업 중 주택 및 소형 건축물의 난방·온수 히트펌프시스템의 가장 보편적인 용량인 17.7kW급으로 히트펌프를 개발하고 있다. KNS에너지는 17.7kW급 히트펌프 개발을 통해 소용량 및 중·대용량 히트펌프 등 제품 라인업 확장을 위한 기술을 확보하고 제조인프라 구축을 목표로 하고 있다.
태양열-지열히트펌프 하이브리드 시스템의 성능을 부하에 따른 축열온도 유지가 능한 경우와 부하에 따른 축열온도 유지가 불가능한 경우로 구분해 평가할 계획이다.
부하에 따른 축열온도 유지가 가능한 경우에는 지열히트펌프 운전율을 최소화하기 위해 태양열집열기로 집열된 열을 축열조에 직접 공급하며 태양열 공급에 따른 히트펌프의 가동빈도 및 가동률을 측정한다.
또한 부하에 따른 축열온도 유지가 불가능한 경우 태양열에 의한 공급온도가 설정부하온도대비 낮을 경우 히트펌프에 대한 의존도가 향상된다.
이에 따라 지열히트펌프 COP 향상을 위해 태양열집열기에서 집열된 열을 축열조가 아닌 지열측에 공급하며 태양열 공급에 따른 지열원 유지가능 시간 및 소비전력을 측정하는 방식으로 성능을 확인한다.
KNS에너지는 태양열-지열히트펌프 하이브리드 시스템에 대한 기술을 확보한 후 △태양열 △태양광 △연료전지 △풍력 △히트펌프 △ESS △축열조 등을 연계해 전력 및 열수요에 대해 EMS(Energy Managemnt System)으로 최적 제어하는 신재생에너지-히트펌프 하이브리드 시스템 개발을 추진할 계획이다.
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