자연에너지 이용한 첨단 '온실 난방시스템'

시설시스템의 전경

고유가 시대 온실 난방비를 획기적으로 줄이고, 혹한기에도 안정적으로 성능을 발휘할 수 있는 자연에너지를 이용한 첨단 온실 난방시스템이 개발돼 겨울철 시설 농가가 주목하고 있다.

최근 3년 동안 국제유가가 배럴당 100달러를 돌파하는 등 고유가가 지속되고 있는 가운데 겨울재배를 준비하고 있는 농가는 신음만 깊어가는 실정이다.

7일 충북도와 농업기술원, 농촌진흥청에 따르면 국제유가(두바이유 기준)가 배럴당 110달러 수준에서 130달러 수준으로 상승하면 주요 시설작물 경영비는 평균 6% 증가하고, 소득은 5% 감소가 예상된다.

반면에 배럴당 150달러 수준으로 상승하면 경영비는 10.6% 증가하고, 소득은 9.7% 감소하는 것으로 나타났다.

겨울농사는 시설작물에 의존한다. 오이, 토마토, 감귤, 장미 등 일상생활에서 사시사철 쉽게 접할 수 있는 농작물과 원예는 겨울철 시설에 의존하지 않고는 생산될 수 없기 때문이다.

겨울철 시설작물의 경영비중은 유류비가 차지하는 비중은 32∼68%로 절대적이다.

유류비 이외에 비료비 2∼9%, 기타 제재료비 3∼25%와 비교할 때 상당히 높은 비중을 차지하고 있다.

최근 화석연료 대체용 신재생에너지 이용 기술이 보급되고 있지만, 시스템 설치비가 높고, 혹한기 시스템의 성능 부족, 설치할 곳의 지질고려 등의 많은 어려움이 많았다.

이번에 개발한 난방시스템은 이러한 문제점들을 개선했다.

땅속에 열교환용 파이프를 묻지 않고 지하수와 연계된 물탱크 내에서 에너지를 뽑아내 온실 난방에 이용하는 기술이다.

그간 지열 이용을 위해 땅속 150∼200m 깊이로 여러 개의 구멍을 뚫거나 지하 2∼3m 깊이로 수많은 열교환용 파이프를 매설하는 방식과는 다른 새로운 기술이다.

이 시스템은 땅속에 열교환용 파이프를 묻지 않기 때문에 설치비용과 설치에 소요되는 면적을 크게 줄일 수 있다. 시공기간도 대폭 단축시킬 수 있다.

특히 설치할 곳의 지질특성을 고려할 필요 없이 설치가 가능하다. 고장 시에도 수리하기가 편리한 장점을 갖추고 있다.

또다른 특징은 축열 기능이 구비돼 있어 낮 동안에 온실 내의 태양에너지를 팬코일유닛 등을 이용해 물탱크로 축열해 시스템의 난방 성능을 높일 수 있도록 돼 있다.

이 시스템은 물을 저장하는 물탱크, 탱크 내 물에서 열을 흡수해 증폭하는 열펌프, 온실 내에 열을 교환하는 팬코일유닛, 낮 동안에 태양열을 물탱크로 축열시키는 장치 등으로 구성돼 있다.

현재 경기도 고양시에 위치한 동양란 재배농가 1천㎡ 하우스에 개발 시스템을 설치해 가동 중에 있다.

경남 하동군에는 육묘재배하우스 4천950㎡에 설치해 시험중에 있다.

올해 초 시설화훼농가 시험결과, 개발 시스템은 유류난방기 대비 난방비가 약 90% 절감됐다. 설치비 등을 고려한 경제성 분석결과, 경유 온풍난방기 대비 연간 약 52% 비용절감 효과가 있는 것으로 나타났다.

초기투자비 회수기간은 4년4개월 정도로 분석됐다.

개발 시스템은 2012년에 특허 등록해 산업체에 기술 이전됐다. 올해 경기도 고양과 경남 하동의 시설농가에서 실증시험을 마치고, 연말에는 농가 보급을 위한 정책제안을 할 계획이다.

전종길 농촌진흥청 시설원예시험장 연구관이 이 시스템을 개발했다. 그는 "시설원예농가에서 걱정하고 있는 겨울철 난방비 부담을 덜어주고, 혹한기에도 안정적으로 작물재배가 가능해 농가 소득증대에도 기여할 수 있을 것으로 보인다"고 했다.

/ 엄재천기자 [e-mail]