September 20,2017

냉난방 배기가스를 비료로 재활용, ‘스마트 온실’

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엔진으로 냉난방을 하고 엔진에서 배출되는 배기가스를 다시 비료로 사용하는 스마트 온실 기술이 개발됐다.

한국기계연구원은 이상민 박사 연구팀이 세계 첫 ‘삼중발전’ 시스템을 적용한 ‘가스히트펌프’를 개발하고 농가 실증에 성공했다고 5일 밝혔다.

삼중발전은 가스히트펌프를 난방과 냉방, 그리고 탄산 시비에 활용한다는 뜻이다.

기존 시설원예 농가는 난방기, 냉방기, 탄산 시비 장치, 제습기 등 온실에 필요한 에너지 장치를 개별적으로 설치해야 해 에너지 손실이 크고 효율이 떨어진다는 문제가 있었다.

연구팀은 전기·유류 대신 가스를 이용해 냉난방이 동시에 가능한 가스히트펌프를 개발, 겨울철 난방비를 40% 이상 줄였다.

또 엔진이 뿜어내는 배기가스에 포함된 이산화탄소를 온실에 다시 공급함으로써 오염물질 배출은 줄이고 수확량을 20% 이상 높였다.

탄산가스 시비를 위해서는 엔진 배기가스 중 꽃을 시들게 하는 일산화탄소(CO)와 질소산화물(NOx) 등 유해 가스를 제거해야 해 쉽지 않았다.

연구팀은 독자적인 엔진 제어기술과 후처리 장치를 통해 상용 가스히트펌프에 비해 이들 유해 가스를 90% 이상 줄이는 데 성공했다.

원격 제어를 통해 온도와 습도, 이산화탄소 농도를 자동으로 조절할 수 있으며, 모바일 애플리케이션을 통해서도 모니터링이 가능하다.

이상민 박사는 “기존 스마트 온실 기술이 CCTV를 통해 온도를 모니터링 하거나 창을 여닫는 수준이었다면, 이번 기술은 공급하는 에너지 자체를 제어할 수 있는 스마트 에너지 기술”이라고 설명했다.

이 기술은 2014년부터 3년에 걸쳐 개발돼 올해 초부터 경기 파주 호접란 재배 농가와 강원 춘천 토마토 농가에서 실증되고 있다.

파주 농장주 정진표 씨는 “호접란은 여름에는 시원하게, 겨울에는 따뜻하게 해 주고 탄소 농도도 적절히 유지해야 하는 등 관리가 까다롭다”며 “가스히트펌프 시스템을 운영한 뒤로 화색도 더 예뻐지고 기장도 길어졌으며 꽃송이도 많이 달리는 등 효과를 보고 있다”고 말했다.

이 사업은 내년부터 농업진흥청 신기술 시범사업으로 선정돼 농가 3곳에 보급될 예정이다.

기계연이 개발한 스마트 온실 기술 원리  ⓒ 한국기계연구원

기계연이 개발한 스마트 온실 기술 원리 ⓒ 한국기계연구원

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