SOLAR TRACKING BOILER

        

사회적기업

 

NEWS RELEASE

동호인 모임과 함께 공동제작 설명회를 할 예정이오니 참석하시어 자리를 빛내 주시길 바랍니다.

 

 

다양한 태양추적센서 Various solar sensors

대형 태양열보일러 Large tracking solar concentrator

대형 평면렌즈 집광장치 Fresnel lens solar concentrator

스팀엔진 Steam engine

스텔링엔진 Stirling engine

 

추적식 태양열 보일러의 경제적 가치

    

본 장비는 태양열을 이용하여 하루 4시간 기준, 태양열 3Kw 의 난방용 온수를 얻어 스팀엔진을 이용한 발전장비로서 태양열보일러와 스팀엔진을 결합한 하이브리드 개념이다. 기존 태양열보일러의 온수만을 생산하고 전기를 생산하지 못하는 단점을 보완하였다. 고정식 평판및 진공관식 태양열설비는 전기를 생산하지 못하는 단점이 있는데, 2축 집광형 추적식 태양열 스팀발전보일러 장비는 센서에 의하여 태양의 고도각과 방위각을 0.1도 이하의 정밀도로 추적하며 집광기를 이용하여 400'C 이상의 고열을 흡입하며 물을 순환 시킴으로서 1000리터 75'C 의 온수가 난방에 이용되도록 구성 되었다.

Green Steam Engine Model 3600으로 3Kw 발전기를 사용하고열량 3Kw 의 태양열을 감안 하여, 순간전력 1kw 출력은 무난할 것으로 예측됨으로 하루 4시간을 감안하여 4KWh/일 의 전력 생산 은 무난할 것으로 생각된다. 모든 원자재를 국내 에서 생산하여 대량 조립하면 1kw 35만원에 공급이 가능함으로 태양광 전지판 1kw 400 만 원 보다 월등히 저렴하다2축 추적식 태양열 보일러의 가격이 1Kw 발전용양, 2000리터 75'C 온수생산에 약 350만원 임으로, 기존 장치에 비하면 매우 저렴한 보일러 장비로서 본 태양열 봉일러 장비를 대량 생상 보급 한다면, 원유절감 및 이산화탄소 절감과 전원주택및 농가주택뿐 아니라 수출에도 많은 기대가 된다. 본 기술로 제작된 가정용 추적식 태양열 보일러가 100만대 보급되면 (본 보일러가 시간당 1Kw 의 전기생산) 100만 Kw로, 원전발전소 2기와 같은 전략을 생산하고, 100만대에서 생산되는 난방온수를 1년 사용되는 원유로 환산한다면 2천500억원 의 절감효과를 기대할수 있다. (원유단가 리터당 700원 기준) 

첨단부품 에너지관련 사업의 일환으로 태양열보일러 제작 및 관련업체를 유치하여본 기술과 같은 개념을 도입하여  상용화한다면 많은 실수요자가 혜택을 받을수 있을 것 으로 생각된다. 본 기술을 현실화 하고저 하는 기업에 함께 동참 함으로서 지속적인 연구개선도 필요할 것이다. 이러한 기술은 특허가 불가능 함으로 누구던 시장을 선점 하여 시장확보를 해 가며, 수요자에게 혜택을 누릴수 있도록 배려하는 인본주의적, 사회기업적 사고 방식의 사업가가 필히 요구된다.

본 장비가 100만대 보급되면 시간당 100kw의 전력을 생산하므로 원전 50kw 2기에 해당되는 전력생산이 가능하고, 500만대 보급되면 발전량이 시간당 500kw 100kw급원전 5기에 해당되는 전력을 생산할 수 있다. 원전 100kw 5기를 건설할 경우 건설비용은 1기당 25천억 원으로 총 125천억 원에 달한다.

2축 추적식 태양열 보일러가 대량 생산될 경우 대당 350만원 경우 100만대보급시 35천억원의 고용창출 효과가있다. 2축 태양열 보일러 는 난방용 온수를 생산하므로 100만대 보급시 년 5천억원의 원유 대체 효과가 있고, 500만대의 경우 25천억원의 원유대체효과가 있으며 20년 사용할 경우 원유 대체효과가 50조억원에 달한다. 결국 2축 추적식 태양열 보일러 장비는 20년 사용시 59조원의 경제적 이익을 보게된다

 추적식 보일러는 대규모의 설비가 필요 없으나 일 생산량 300대 정도의 적정규모의 조립공장부지가 필요하고, 주요부품을 외주처리 함으로 서 고용창출효과는 본사 및 외주포함 200, 연간생산 100만대 규모일 경우 3,000명 정도로 예측되며 원재료생산업체까지 포함하면 1만 명에 이르고, 주변 서비스업체까지 포함하면 20,000명 이상이 될 것이다.

수출물량이 연간 100만대일 경우 2만 여명으로 대규모 자동차회사와 같은 고용창출 효과를 기대할 수 있다. 독일의 신 재생에너지 산업의 고용창출 효과는 풍력발전에 20만 명, 태양광 및 태양열과 합산하면 30만 명 이상 이라고 한다. 2020년까지 55만 명의 신 재생에너지 부분에 고용창출을 기대 한다고 한다.

2축 추적식 보일러장비의 가격은 대략 350만원 정도로서, 70'c 2000리터 축열조, 10kw 전기를 생산하기 위한 발전기가 포함되어, 관계기관의 인증을 득하면 50%의 정부무상 보조를 기대할 수 있음으로 175만원 으로 장비를 구입하면 30평 주택 난방에 필요한 등유 250 만 원 정도를 절감 하며생산된 전기 250,000원을 합하면총 에너지 절감금액은 2,750,000원으로 1년 이내에 투자금액 회수가 가능하다.

이산화탄소 감축효과로 년 5톤 이상의 절감효과로 탄소배출거래제도에 의한 수익금 톤당 20,000원 일 경우, 10만원이고 20 장비수명을 감안하면 2백 만원이다
2축 추적식 태양열 보일러 장비를 연간 10만대를 생산할 경우 대당 350만원을 가정하면, 10만대 x 350만원은 35백억 이고 20년간 500 만 대를 판매할 경우 7조 억 원 이다유 절감 및 이산화탄소 절감효과뿐 아니라 실 소비자는 무상 에너지로 획기적인 에너지비용절약이 가능하다.

 

Economics.doc

 

 

태양열히트펌프 소개

추적식 태양열보일러에 연계 적용한 SHP (Solar Engine Driven Heat Pump) 는 멀티 시스템 에어컨으로써 한대의 실외기와 다수의 실내기를 냉매 배관으로 연결하여 냉매 압축 싸이클의 의해 여름엔 냉방, 겨울엔 난방을 하는 냉난방 장치이다.
SHP의 가장 큰 차이점은 기존의 전기식 EHP가 실외기의 압축기 동력을 전기로 사용하였으나 SHP는 태양집광열이나 도시가스 및 LPG 가스를 사용하여 실외기내의 가스엔진을 운전시키고 이 엔진의 회전에 의해 압축기를 구동하는 방식이다.
기존 EHP는 겨울철에 제상운전이 필요하고 영하의 외기온도에 효율이 떨어지는 단점이 있었으나 SHP는 솔라엔진에서 나오는 엔진 배열을 최대한 회수하여 난방시 설정온도 도달시간 단축과 영하 20도의 외기에서도 난방효율의 변화가 거의 없고 제상운전 역시 필요하지 않으며 냉난방 효율도 COP1.33 ~1.34 로써 상당히 우수하다.
R22 냉매의 규제가 점점 가시화 되고 있는 실정에서 SHP SYSTEM은 오존파괴계수 0 의 R407C 냉매를 사용하고 있고 배기가스 탈취 촉매와, 고효율 운전으로 CO2, NOX 배출량을 최소화 하고 있다.

에너지 자원이 부족하여 그 대부분을 수입에 의존하고 있는 우리나라로서는 장기 에너지 수급계획의 일환으로 탈 석유 및 에너지의 다원화 목표로 새로운 에너지원의 개발에 주력하고 있으며, 그 중 가장 각광 받을 수 있는 에너지원이 태양열 에너지일 것이다.
그리고 병행하여 LNG(Liquefied Natural Gas) 로서, 현재, LNG의 사용현황을 보면, 겨울철에는 난방용 연료사용으로 인해 그 수요가 급증하는 반면, 여름철에는 수요가 격감하여 잉여분의 LNG를 저장하기 위해 과잉의 저장탱크를 건설해야 하는 실정이다.
또한, 여름철에는 전기 냉방기의 사용량이 급증하면서 피크전력이 증가하기 때문에 전력 예비율이 매년위험 수위에 놓여 있는 실정이다보니,
이상과 같은 천연가스의 계절별 수급균형 유지 및 환경공해 문제 해결과 여름철 피크전력 문제의 해소를 위해 태양열과 LNG를 이용한 냉난방의 필요성이 크게 부각되고 있는 것이다.

이에 따라 정부에서는 도시가스 냉방을 활성화 하기위해 설치자금지원,자금저리융자,세제혜택등을 지원하고 냉방용 도시가스비를 난방시 공급가의 50%수준으로 받고 있는 실정이라고 한다. 현재 SHP SYSTEM 개발은 세계적인 추세이며 여럿 국내의 뜻있는 개발자들이 현재 국내 제작공급 계획중인데 앞으로 국산화된후 세계시장수출에 관심의 초점이 되고 있고 현재 본인은 미국 기술을 이용하여 추적식 태양열보일러를 개발공급할 계획이며, 점차적으로 냉방장치를 추가할 계획이다.
현재 교육시설, 병원시설, 종교시설, 상업시설등의 다양한 시설에 설치문의가 있으며 협의중이다.
GHP(Gas Engine Driven Heat Pump)는 2003년 실외기 20HP 기준 3200기가 설치되었고 앞으로 그 수요는 계속 늘어날 전망이다.

현재 SHP SYSTEM 이 점점 고효율화 되는 개발 추세로 가고 있고, GHP 경우 SANYO 에서도 기존1.33COP를 1.34로 올린 J2 모델을 출시 중이고 실외기 조합 연결 단배관 시공 가능한 W-멀티 시스템과 실외기 1대로 동시 냉난방이 가능한 3 WAY 멀티시스템, 자가 발전기 탑재로 전력소비를 최소화한 하이파워 멀티시스템등 의 신제품을 출시된 점으로 미루어 태양열보일러 가 난방뿐 아니라 냉방에 사용될수있는 국산화가 가까운 장래에 실용화 될것은 자명한 예측이다.

 

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