열과 전기를 태양으로부터 받아 주택의 에너지 80% 삭감

최근 일본에서는 지붕으로부터 얻을 수 있는 에너지로 주택 내 소비량의 대부분을 담당할 수 있다고 밝혔다. 기존 단독주택의 지붕에 ‘고효율 태양열 광 하이브리드 패널’을 설치한 실증연구 성과를 발표했다. 동계인 2월에 총소비에너지의 약 80%를 담당할 수 있다는 것이다. 이는 기존 주택을 제로에너지화하기 위해 도움이 될 것으로 전망된다.
시즈오카현 후지시의 단독주택에 고효율 태양열 광 하이브리드 패널시스템을 설치해 2014년 2월부터 개시할 실증시험의 고효율 태양열 광 하이브리드 패널의 외관과 구조는 단결정 실리콘 태양전지(PV)의 뒷면에 알루미늄판 구조를 중첩시키고 그곳에 축열조와 접속시킨 구리로 된 집열용 파이프를 통과시키는 형태로 구성됐다. 특히, 태양전지의 표면에서 열이 달아나지 않도록 바람막이 유리를 전면에 설치해 통상적인 태양전지 모듈과 차이를 뒀다.
패널 한 장당 태양전지 정격출력은 135W이다. 집열부의 정출력은 400W이다. 실증실험에서는 이 패널을 16장 주택의 지붕에 설치했다. 시스템 전체로서 약 2㎾의 태양광발전시스템과 약 6.4㎾의 태양열 온수시스템으로서 기능해 단위면적당 전력의 약 3배인 열을 얻을 수 있었다. 패널에서 얻은 열을 어떻게 사용할 것인가가 주택 에너지 소비량 삭감의 결정요인이 될 것으로 판단된다.
태양열은 마루 난방과 급탕으로 이용할 수 있다. 특히 급탕에서는 열교환기를 통해 수도수로부터 얻은 온수와 가스급탕기에서 얻은 온수를 3방향 밸브로 혼합해 이용할 수 있도록 했다. 패널 및 축열조 내의 온도를 측정해 어떻게 혼합하는가를 시스템 제어장치가 결정하며, 가스급탕기의 이용량을 가능한 한 감소시켰다. 

 

▲ 고효율 태양열 광 하이브리드 패널의 외관과 구조(사진. KISTI 미리안)

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 열과 전기를 태양으로부터 받아 주택의 에너지 80% 삭감