스마트 팜 테스트 베드에서 신·재생에너지를 이용한 하이브리드 시스템의 온실 난방에 대한 실증적 연구 = An Empirical Study on Greenhouse Heating Using Hybrid system of Renewable Energy in Smart Farm Test Bed

국문 초록 (Abstract)

지속적인 화석연료 사용은 지구온난화 및 이상기후를 가속화 시키고 있다. 또한 이러한 문제점들이 가시적으로 체감할 수 있는 수준에 이르렀다. 이에 따라 농업은 큰 타격을 받고 있으며, 국내를 비롯한 전세계적으로 생산량 감소, 농업인구 고령화를 해결하고자 스마트팜에 대한 연구 및 기술개발활동을 활발히 진행하고 있다. 그러나 스마트팜의 에너지원은 아직도 화석연료에 기대고 있는 실정으로 스마트팜을 통하여 농업마저 공장화가 진행되고 있다. 이러한 화석연료의 사용증가는 심각한 환경문제를 일으키고 이와 연계하여 인류생존 전반에 걸친 다양한 문제가 발생될 것으로 예측가능하다. 따라서 최근 이슈화되고 있는 스마트팜의 공급되는 열에너지를 신재생에너지를 이용하여 난방하는 방안에 대하여 연구하고자 하였다. 본 연구는 대한민국 춘천시에 위치한 강원대학교 내 약 30평형의 스마트팜 테스트 베드에서 펠릿보일러와 수열 히트펌프를 이용하여 단일 또는 복합시스템을 구성하였다. 온실난방 실증실험을 진행하였으며, 실험군은 펠릿보일러 단일 시스템으로 난방수 온도 55℃, 70℃와 펠릿보일러를 열원으로 사용하는 수열히트펌프 시스템으로 난방수 온도 55℃로서 총 3가지 경우의 실험을 진행하였다. 온실 내 8개 지점에서 온도를 측정하였으며, 히트펌프, 펠릿보일러, 온수탱크, 열원탱크의 각 입출수 온도를 체크하였다. 또한 연료사용량, 전력사용량을 측정하여 실증연구로서의 데이터를 수집하였다. 난방성능은 펠릿보일러 70℃가 승온온도 29.4℃로 높았으나 연료소비량 또한 가장 높았다. 펠릿보일러 55℃와 복합시스템은 유사한 성능을 보였으나 실연료 소비량에서 차이를 보였다. 추후 태양열을 추가한 복합시스템과의 다양한 비교분석이 필요하며 이에 따른 경제성을 분석할 예정이다.