생태농업을 위한 재생가능에너지(태양열, 지열) 교육장

[김인택]

04.04.24 - 친환경농업 대규모 돈계지구

             - 우리나라의 에너지 환경 -
             친환경생태농업을 위한 비닐하우스의 냉ㆍ난방 열원을 
      태양열과 지열을 활용하여 재생가능에너지 사용 및 교육장소로 활용 
 

▲ 태양열ㆍ지열 설치장소(주산 돈계리) 
   친환경농업 하겠다며 핵폐기장이 왠말이냐! 핵폐기장 즉각 백지화하라 !

        - 우리나라의 에너지 환경 -

 1970년대의 1,2차 오일쇼크, 1992년 6월의 브라질 리우 지구환경회의의 
[리우선언]은 에너지 부존자원(석유,가스,우라늄 등)이 거의 없는 우리에게 
에너지 안보의 중요성과 지구환경 파괴의 심각성을 경고함으로써 우리가 
불확실한 미래에너지 및 환경 파괴로부터 생존하기 위해서는 자급자족이 
가능하고, 환경파괴의 우려가 없는 대체에너지를 실용화해야 한다는 사실을 
다시금 강조한 사건이다. 

 특히 [리우선언]에 따라 유럽 선진국에서는 화석연료(석유,석탄등)의 소비
 억제 및 청정에너지 개발 및 보급 확대에 부심하고 있다. EC는 화석에너지
 사용량을 1988년 수준으로 억제하기 위해 탄소세 (CARBON TAX) 및 에너지세
(ENERGY TAX)를 도입했거나 할 전망이다.

  이와 같은 세계적 추세에 발 맞추어 우리 나라에서도 1988년 "대체 에너지
 기술개발 기본계획"을 확정하여 대체에너지 공급 비중을 서기 2005년까지 
3%(92년 기준 0.48%, 2000년 약 1%)로 끌어올릴 의욕적인 목표를 세우고 
추진중이다.

  - 태양에너지 이용배경 - 

 대체에너지, 청정에너지의 개념으로 향후 많은 개발과 이용이 기대되는 
에너지원으로 무한한 이용 가능량이 존재하고 신 에너지 기술 중 경제성 및
이용기술이 가장 확립된 분야이며 오늘날 화석연료의 과다사용으로 인해 
심각하게 대두되는 환경문제. 에너지 자원의 고갈, 에너지원 수입에 따른 
경제적 부담등으로 그 관심이 고조되고 있으며 특히 화석연료에서 발생하는
이산화탄소에 의한 지구 온난화 현상은 대체에너지 개발의 심각성을 나타내고
있으며 인류생존차원에서 태양에너지 이용의 가장 큰 배경이 되고 있습니다. 
 
  지구 온난화 현상이란?    
 
 대기중에 존재하는 이산화탄소와 같은 온실가스가 태양열이 지표면에 
복사된후 우주공간으로 방출되는 것을 흡수, 차단함으로서 온실과 같은 
현상을 가져와 지구대기의 기온이 상승하는 것을 말합니다.

   지구온난화에 따른 자연현상 : 비정상적인 가뭄, 홍수, 해수온도상승,
 농업 생태계의 변화, 건강피해
 
   에너지원별 구성비 : 우리나라, 호주, 일본등은 청정에너지 비중이 
낮으며 영국 미국등은 청정에너지 비중이 높은데 특히 우리나라는 석탄, 
석유등에 대한 의존도가 높은 편입니다.



 - 태양에너지 이용원리 - 
 
 적외선이나 가시광선이 일반 금속에 흡수되면 진동운동이나 전자운동이 
일어나고 이 운동에너지가 유체(액체,기체)에 전달되면 그 유체 분자의 
진동운동과 회전운동을 유발시켜 열 에너지 형태로 저장, 이용한다.

 - 에너지 절감 부대효과 -

   * 온실가스(CO₂) 배출 저감효과 (경유보일러 대비)   
   * 태양열 온수기 1대 설치시 CO₂ 저감효과 : @8.33N.M3
   * CO₂ 발생량 산출근거
이론 배기 가스량(12.31N.M3)×CO₂볼륨(13%)×연료소비량(613.3ℓ/H) 
     - 태양열 온수기 대당 년 절감량)×경유비중(0.85kg/ℓ)
   * 온수의 상용화에 따라 각종 중성세제 사용량을 획기적으로 절감하여
 수질오염등 환경보존에 기여 
         
   * 자연에너지 이용으로 사용자 안전 보장
                                    출처 - http://www.solar1.co.kr
  
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 - 지열 냉난방시스템이란 ? -

 열역학 제2법칙에 의해 열은 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는데 이를 
가역적으로 낮은 곳에서 높은 곳으로 끌어올리도록 고안된 기계장치를 
히트펌프라고 하는데 급수펌프가 물을 낮은 곳에서 높은 곳으로 끌어 올리는
 것처럼 열을 저온에서 고온로 끌어 올린다 하여 히트펌프라고 부릅니다.

 히트펌프는 폐쇄회로 내에서 냉매를 압축, 응축, 증발시킨다는 점에서 
일반 냉동기나 에어컨, 냉장고가 동일한 작동 메카니즘을 갖는데 다만 이들
기기가 냉매의 증발과정에서 발생하는 냉열만을 이용하는데 비해 히트펌프는
냉열뿐만 아니라 응축과정에서의 온열도 이용한다는 점만 다릅니다.

 기존의 히트펌프 냉난방기(EHP)는 증발과정에서 외부공기로 부터 열을 
흡수하거나 외부로 배출하여 냉열 또는 온열을 생산하는 방식인데 난방중에는
외기의 온도가 낮고 반대로 냉방중에는 외기온도가 너무 높아 열의 흡수와 
배출에 많은 에너지가 소비되었으나 지열히트펌프는 외기온도에 의한 영향을
 받지 않는 지중의 열을 이용하므로 공기열원식 히트펌프보다 2배 이상의 
높은 열효율(COP, EER)을 나타냅니다 

 - 시스템 계통도 -


 지중의 온도는 연중 일정하게 유지되는데(지하 2m의 지중온도는 보통 그 
지역의 연간 평균기온 수준) 지오소스시스템은 지중에 매설된 폐쇄형의 
지열루프를 통해 지중의 열을 히트펌프로 전달하거나(난방중) 실내의 
열을 지중으로 배출(냉방중)하는데 대기중의 열을 이용하는 기존의 
히트펌프(시스템에어콘 또는 멀티에어콘)에 비해 2배 이상의 높은 
에너지효율을 나타냅니다.

 또한 적용방법도 바닥난방(온돌방식)뿐만 아니라, 팬코일을 이용한 
수순환식 냉,난방, 덕트를 이용한 공기순환식 냉난방 등으로 다양하고
 냉난방과 동시에 급탕공급이 가능하며, 온수를 다량으로 사용하는 
곳을 위해 온수전용시스템도 개발되어 있습니다.

"공공기관의 에너지절약 지침" 의 이행방안  

 모든 공공기관은 『공공기관 에너지절약 추진지침』
(국무총리지시 2004-1호)에 의거 2006년까지 총 3%의 에너지 절감
 목표(2003년 기준)를 달성하여야 하며 
이의 이행여부를 분석, 평가하도록 되어 있다.
 
 = 지열 및 태양열시스템을 이용한 "제로에너지하우스"사례(한글2002) =  
                              출처 - http://www.jehin.co.kr



▲ 우렁이 양식장은 끊임없이 깨끗한 물을 공급해 주어야 한다. 지하수를 
헛되이 쓰지 않기 위해 처음 퍼올려 적정수위를 유지한 후 배수되는 물을 
다시 양식장으로 순환되게 사용한지 한 달. 자연 증발되는 물과 땅 속으로
 스며드는 물의 양 만큼만 지하수로 보충한다. 그리고 우려했던 탁해진 
물에 이끼가 끼어 그 물을 정화하기 위해 노랑꽃창포 20본을 식재한 이틀
 후 물은 눈에 띄게 맑아졌다.