경북지역 유일의 태양열 집열기 생산기업 세한에너지는 지난 2004년 설립 이후 신재생에너지 중 태양열분야 선진화를 이끌고 있다. 2012년 경북도 지원을 받아 상용화에 성공한 태양열 건조기시스템은 그동안 에너지공단 건축물지원 사업을 통해 경북지역에 500여개소(집열면적 1만 5,560m²)에 공급하는 등 태양열산업 활성화에 앞장서고 있다.

최근 경북도와 함께 몽골 울란바토르 친환경 에너지자립마을 조성, 수출모델 공동개발, 실증(시범보급)사업 추진에 참여하며 몽골 기후에 적합한 에너지자립시스템 개발 및 신재생에너지 해외진출 비즈니스모델 개발에 나서고 있다.

히트파이프형·온수자립형 PVT 개발

세한에너지는 반투명 실리콘 태양전지(PV)를 적용해 전기를 생산함과 동시에 발전 시 후면고온에 의해 저하되는 발전효율을 향상시키고 모듈에서 투과된 복사에너지와 후면에서 발생되는 열에너지를 동시에 알루미늄 히트파이프에 전달해 온수로 활용할 수 있는 기술이 적용된 ‘태양열+태양광 복합형 하이브리드 PVT’를 개발했다.

핵심기술은 반투명형 태양광모듈을 제품 상단에 위치해 작동 시 후면에 발생되는 열과 셀 사이로 투과된 태양에너지를 활용, 알루미늄 히트파이프가 내부에서 작동되는 구조로 집열기 내부의 온도 상승에 따른 효율저하를 방지하고 열교환된 에너지를 동시에 사용할 수 있는 일체형 태양열·태양광 모듈 제작기술이다.

또 다른 PVT기술로 ‘온수자립형 태양열·광 복합 일체형 온수기’도 개발하고 있다. PVT를 사용하는 에너지자립형 태양에너지 온수기로 집열기에서 생산되는 열은 온수를 예열하고 발전되는 전기는 계통선으로 송전했다가 필요 시 온수기축열조 상단부를 원하는 온도(일반적으로 50℃ 전후)까지 승온시켜 공급하는 ‘자연순환식 태양에너지 온수기’다.

세한에너지의 관계자는 “에너지자립형 태양에너지 온수기는 별도의 보일러와 같은 보조열원 없이 생산된 전기를 평상시 한전 계통선으로 송전했다가 온수가 부족할 경우 보조열원으로 사용하게 된다”라며 “이에 따라 에너지자립형 온수기는 1년 동안 히터에서 사용된 전기에너지량 이상을 태양에너지 집열기에서 생산된다”고 밝혔다.

봄부터 가을까지 일사량이 좋을 경우 PVT기존의 온수기처럼 항상 보일러를 통해 필요 시 승온해 공급하는 방식이 아닌 직접 PVT온수기에서 공급하는 방식으로 주택의 온수부하를 100% 자립할 수 있는 것이 특징이다.

태양에너지 온수기는 축열조 내부 상단부에 전기히터가 내장돼 있어 축열조의 상단부의 온도가 설정온도(50℃ 전후) 이하가 되면 이 히터에 의해 상단부만을 설정온도로 가열하게 된다. 이에 따라 전기히터 가열에 의한 태양열 집열효율 저하가 없도록 개발됐다.

세한에너지의 관계자는 “태양열기기는 부하 불일치로 인해 보조열원이 필요하고 보조열원은 주로 화석연료를 이용해 에너지효율이 낮은 단점이 있다”라며 “또한 하절기 집열기 과열 문제 발생 우려 등으로 새로운 방식의 태양열시스템이 요구되는데 PVT가 이를 해결할 수 있는 최적의 기술”이라고 강조했다.