[르포] 전기·열 만들어 쓰고 저장… 여기는 `100% 에너지자립 타운`

에너지기술硏 '플러스 에너지 커뮤니티' 가보니…
4개 특화건물 외부 에너지 안쓰고
태양광·고분자 연료전지 등 기술로
자체 생산·소비… 저장 후 사용도


비가 주룩주룩 내리는 10일 오전 대전 유성구에 위치한 한국에너지기술연구원 내 '플러스에너지 커뮤니티'. 이 곳에는 주택 2동와 연구빌딩 2동 등 모두 네 개 건물이 옹기종기 자리잡고 있었다.

에너지 태양 주택(2동)과 에너지 빌딩(2동)의 벽면과 지붕에는 익숙한 모습의 '건물일체형 태양광(BIPV)'이 설치돼 있다.

특히 주택 건물에는 패널이 짙은 검은색으로 이뤄진 '건물일체형 태양광·열(BIPVT)'이 벽면과 지붕을 감싸고 있었다. 태양광을 받아 전기를 생산하는 BIPV와 달리, BIPVT는 태양광과 태양열을 동시에 생산해 열과 전기를 건물에 제공하는 차세대 태양광 발전 시스템이다.

건물에는 태양광, 태양광·열, 고분자 연료전지, 지열 등 다양한 신재생에너지뿐 아니라, 에너지 저장·전환기술, 에너지 운영기술 등이 접목돼 자체 생산한 전기와 열을 외부에서 에너지를 받지 않고 소비하는 '100% 에너지 자립화'를 구현하고 있다.

주택 지하에는 남는 전기와 열을 저장하는 에너지저장·열저장장치가 설치돼 있다.

김종규 에너지기술연 책임연구원은 "과거 건물은 에너지를 소비하는 공간에 그쳤으나, 탄소중립 시대를 맞아 에너지를 생산하고, 남는 에너지를 외부에 공급할 수 있는 '에너지 프로슈머'로 변모하고 있다"며 "플러스에너지 커뮤니티에 있는 건물은 노후 건축물을 리모델링하고, 첨단 신재생에너지 융복합 기술을 적용해 100% 에너지 자립률을 보이고 있다"고 설명했다.

에너지기술연은 지난해부터 2023년까지 '신재생에너지 기반 도시형 플러스에너지 하우스 구현'을 위한 연구개발 사업을 진행하고 있다. 이 사업은 플러스에너지 커뮤니티 플랫폼 구축과 신재생에너지 고도화 기술 개발, 에너지 공유 운영기술 등을 확보하기 위한 것으로, 총 80억원이 투입된다.

이를 위해 연구팀은 연구팀은 국내 최초 에너지절약형 실험용 건물로 지은 '제로에너지 솔라 하우스'와 신재생 하이브리드 시스템을 적용해 건립한 건물을 각 건물 간 전기와 열을 상호 공유할 수 있는 '플러스에너지 하우스'로 탈바꿈시켰다.

각종 첨단기술 접목을 통해 리모델링한 플러스에너지 커뮤니티 내 주거용 건물(2동)을 지난 1∼4월까지 시운전한 결과, 144%의 에너지 자립률을 달성했다.

연구동으로 쓰이는 비주거용 건물(2동)은 오는 8월까지 리모델링을 마쳐 에너지 자립과 자가소비 시운전을 실시할 계획이다.

연구팀은 총 4개 건물로 이뤄진 커뮤니티의 전체 에너지 자립률 100% 달성을 목표로 하고 있으며, 내년에는 에너지공유 통합 운영시스템을 구축, 실증에 본격 나설 예정이다.

플러스에너지 커뮤니티는 도시형 BIPV 등 차세대 기술 실증을 위한 테스트 베드로도 활용되고 있다. 에너지연은 코오롱글로벌과 신성이엔지가 개발한 유색 태양광 패널인 '4.8㎾급 솔라 스킨'과 ;'40㎾급 벽면형 컬러 BIPV' 등을 적용, 내구성과 에너지 발전 성능을 평가할 계획이다.

이후 전체 커뮤니티의 에너지 자립률 향상과 에너지 공유를 통한 자가소비율 향상, 에너지 운영시스템 최적화, 열에너지 네트워크 검증 등을 수행해 차세대 기술로 활용하겠다는 복안이다.

김종남 에너지기술연 원장은 "플러스에너지 커뮤니티 플랫폼을 향후 도시재생이나 노후화된 공공부지, 대학 캠퍼스 등에 적용해 신재생에너지 기반의 에너지 자립화에 기여할 수 있도록 연구개발과 실증에 최선을 다하겠다"고 말했다.글·사진=이준기기자 bongchu@dt.co.kr