농촌진흥청은 태양광‧열(PVT) 패널*과 지열을 결합한 ‘복합열원 히트펌프 온실 냉난방 기술’을 개발했다고 밝혔다.

*태양광‧열(PVT, Photovoltaic Thermal) 패널: 태양광 모듈과 태양열 집열기를 결합한 형태로 전기와 열을 동시에 얻을 수 있는 태양에너지 설비. 같은 면적의 태양광 패널보다 에너지 생산량이 많음.

국내에서는 농업용 신재생에너지로 지열을 많이 사용하고 있으나, 지열은 오랜 시간 사용하면 열원이 부족해져 이를 보완할 기술이 필요하다. 또한, 탄소중립 실현을 위해 화석연료를 사용하지 않고도 열량을 얻을 기술을 확보해야 한다.

농촌진흥청이 이번에 개발한 복합열원 히트펌프 온실 냉난방 기술은 온실 면적의 10% 부지에 설치한 태양광‧열 패널에서 발생하는 30~40도의 태양열과 지중열교환기에서 얻는 지열을 하나의 열 저장조에 모은 후 이를 히트펌프의 열원으로 사용하여 온실 난방에 적당한 48~50도의 온수를 만드는 것이다.

난방이 필요하지 않은 봄, 여름, 가을에는 태양광‧열 패널에서 생산한 열을 지하수층으로 보내 저장했다가 겨울철 온실 난방에 사용한다.

이 기술을 딸기(‘설향’) 온실(175㎡)에 적용한 결과, 면세 등유 대비 냉난방 비용을 78% 줄일 수 있었다. 또한, 온실 면적의 10% 부지에 태양광‧열 패널을 설치했을 경우, 온실 난방에 필요한 전체 열량의 30%를 분담할 수 있으며, 지열만 이용했을 때보다 에너지를 20%까지 줄일 수 있었다.

이 기술을 개발함으로써 오랜 시간 사용하면 열원이 부족했던 지열 시스템의 단점을 보완하고 농업에서 신재생에너지 이용을 확대하는 기반 기술을 확보하게 됐다.

농촌진흥청은 이 기술을 특허출원*했으며 신기술 보급사업으로 농가에 보급할 계획이다. 또한, 농업 분야에서 태양광‧열 패널의 활용을 늘리기 위해 다양한 기술과 접목하는 방안을 추가 연구 중이다.

*복합열원을 이용하여 냉방, 난방, 및 전기 생산하는 복합에너지 시스템(10-2021-0149929)

농촌진흥청 에너지환경공학과 유인호 과장은 “농사용 전기 가격이 올라 농가 경영에 커다란 부담이 되고 있다.”라며, “태양광‧열과 지열 같은 신재생에너지를 적극적으로 사용해 농가 경영비 부담을 줄이고 나아가 탄소중립 실현의 기반을 마련할 수 있길 바란다.”라고 말했다.