태양열 주택 (太陽熱 住宅)

태양열 주택

과학기술

개념

정의

태양열 장치로 온수를 생산해서 난방용이나 급탕용으로 사용하는 주택.

개설

태양열 집열판으로 물을 데워서 커다란 축열조에 모아두면 햇빛이 비치는 낯뿐만 아니라 밤에도 난방을 하거나 온수를 사용할 수 있다. 집열판으로 주로 사용되는 것은 평판형과 진공관형 집열판이다. 축열조는 집열판에 붙여서 지붕 위에 올려두기도 하지만 규모가 큰 경우에는 지상이나 지하실에 둔다. 집열판의 크기가 작으면 여기에서 데워진 물은 급탕용으로 사용된다. 태양열로 난방까지 하려면 집열판과 축열조의 규모가 커야 한다. 그렇다고 해도 겨울철에 태양열로 난방용 에너지를 모두 공급하는 것은 쉽지 않다. 이 경우 가스나 석유 같은 보조열원이 투입되어야 한다.

연원 및 변천

1960년대에 적정기술의 하나로서 본격적으로 시도되었다. 급탕용 온수생산에서 시작해서 큰 규모의 주택 난방용으로 발전했고, 주택단지 전체에 난방에너지를 공급하는 대규모 시설도 건설되었다.

1990년대 이래 한국에서 태양열 주택의 보급은 태양에너지를 이용하는 태양광 발전시설에 비해 아주 미미하다. 정부의 지원금도 적고 시민들의 관심도도 낮기 때문이다.

내용

집열판에는 금속관이 들어 있고 그 속으로는 대부분 부동액이 흐른다. 태양열을 받아서 뜨거워진 부동액은 축열조로 흘러들어가 그 속의 물을 데운다. 집열판은 크게 평판형과 진공관형으로 나뉜다. 평판형은 들어온 태양열이 흡수된 후 상당 부분이 대류나 전도를 통해서 밖으로 빠져나가지만 진공관형은 이러한 손실이 적다. 따라서 진공관형은 평판형보다 좁은 면적으로도 많은 양의 물을 데울 수 있고 더 높은 온도를 얻을 수 있다. 1970년대의 오일쇼크 후 한국에서도 태양열에 대한 관심이 일어났고, 태양열 주택이 보급되었다. 그러나 기술이 성숙되지 않은 상태에서 보급되었기 때문에 고장이 자주 일어나 태양열 시설의 보급은 정체되었다.

의의와 평가

태양열은 상당히 큰 잠재량을 가지고 있다. 이것을 난방과 급탕용 온수 생산에 적용하면 기후변화 억제에 상당한 기여를 할 수 있다. 전세계에서 건물 지붕이나 유휴지에 태양열 장치를 설치해서 얻을 수 있는 난방.급탕용 열은 연간 약 10 엑사 줄로 추정된다. 한국에서도 건물지붕과 벽 및 유휴지의 설치 가능한 곳에 모두 태양열 시설을 설치하면 최종에너지의 40% 가량을 얻을 수 있다. 그러나 아직 한국의 태양열 기술은 미국이나 유럽 선진국에 비해 낮은 수준이다.

스웨덴이나 독일에서는 이미 20년 전부터 주택단지 전체 건물 지붕 남쪽면을 기와 대신 태양열 장치로 덮고 여기에서 생산되는 온수를 지하의 대규모 축열조에 저장해서 난방을 하는 곳도 있다. 또한 건물 중앙에 바닥부터 지붕에 이르는 원통형 축열조를 설치하고 지붕의 남쪽 경사면에 집열판을 설치하여 태양열로만 난방과 급탕을 할 수 있게 만든 주택도 많다. 한국의 경우 북유럽에 비해 겨울철 태양에너지의 양이 50% 이상 많은데도 태양열 주택의 보급이 미미한 이유는 집열판과 축열조를 연결하고 컨트롤하는 기술이 성숙하지 않았기 때문이다. 이러한 기술의 개발에 성공하면 한국에서도 효율이 높고 고장이 적은 태양열 장치가 널리 보급될 수 있을 것이다.

참고문헌

『과학기술대사전』(한국과학기술단체총연합회, 아카데미서적, 2005)

『다시 태양의 시대로』(이필렬, 양문, 2004)

『에너지대안을 찾아서』(이필렬, 창비, 1999)

관련 미디어

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집필자

이필렬