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문제 정의
- 미래창조과학부는 진천 친환경에너지타운에 신재생에너지 융복합 시스템을 구축하여 열 및 전기 에너지를 자립하는 시범사업을 추진하고 있다. 이 시범사업에서는 태양광발전, 태양열, 지열원/ 수열원 히트펌프, 연료전지 등 다양한 신재생에너지 설비를 설치하여 에너지를 생산하게 되는데, 전기에너지의 경우 수요량만큼 생산하되 직접 이용하지 않고 매전하여 그 수익을 통합 시스템의 유지관리비 및 지역발전에 활용하고, 열에너지는 직접 이용하는 것을 목적으로 하고 있다. 신재생에너지 설비의 융복합 이용을 통해 열에너지를 생산하고 계간축열 시스템을 이용하여 연중 안정적으로 공공건물에 열에너지를 공급하기 위한 국내 최초의 구역냉난방 시스템이라고 할 수 있다.
- 축열시스템과 2차전지를 직접적으로 비교하기 위하여 한국전력에서 인정하는 최소 150RTh 이상 용량의 수축열시스템을 고려해 보았다. 축열조 크기가 50㎥ 이면 냉열과 같이 10℃ 온도차(5℃~15℃)를 이용하는 경우 약 165RTh(580kWh)의 열에너지를, 그리고 온열과 같이 15℃ 온도차(40℃~55℃)를 이용하는 경우 약 250RTh(872kWh)의 열에너지를 저장할 수 있다.
- 아울러 관련된 기술 인력들은 운전방법 및 그 결과에 대한 기술적 정보를 공개하고 서로 공유함으로써 에너지절약은 물론 국가적 기후변화대응 정책에도 적극 참여해야 할 것이다. 한편 2차 전지를 이용한 최대전력부하 저감이 최근 추진되고 있으나, 축열시스템과의 효용성을 비교하여 부분적으로 실행되는 것이 바람직하다는 의견을 제시하고자 한다.
가설 설정
- 축열조 크기가 50㎥ 이면 냉열과 같이 10℃ 온도차(5℃~15℃)를 이용하는 경우 약 165RTh(580kWh)의 열에너지를, 그리고 온열과 같이 15℃ 온도차(40℃~55℃)를 이용하는 경우 약 250RTh(872kWh)의 열에너지를 저장할 수 있다. 냉방용 및 난방용 히트펌프의 COP를 각각 3.5와 3.0으로 가정한다면, 해당 축열조는 170kWh ~ 290kWh의 용량을 갖는 2차전지라고 할 수 있다. 소형 승용차 수준의 전기자동차가 약 20kWh의 2차전지를 이용한다고 알려져 있으므로, 50㎥ 규모의 수축열조는 이러한 2차전지 10개 내지 15개의 역할을 하는 것으로 추정할 수 있다.
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