태양어두운 실내조명을 선도하는
- 집광채광시스템
태양에너지 설비는 태양열과 태양광으로 분류되며 집열 또는 저장이나 변환하여 에너지원으로 활용 전기에너지를 생산하며, 채광으로 이용하기도 한다.
(주)찬성에너지(대표 이효성 www.solareng.com)는 15여년 동안 오로지 태양광 집광채광기술에만 전념하여 독자적인 특허로 등록된 기술만 8개를 보유하고 있는 집광채광시스템 전문기업이다. 집광채광시스템은 자연 상태의 태양빛을 집광한 후 실내조명은 물론 난방과 온수 등을 사용 가능 하도록 한 친환경에너지 신기술이다. 기존의 채광기술이 여럿 있지만 전일사(직사광선, 산란광선)를 이용하지 못하는 점과 여름철만 사용 가능한 점, 가격이 비싸 유지비용이 많이 드는 점 등이 한계였다. 이러한 문제점을 보완하여 태양의 전일사광을 사용, 유지비용이 저렴하고, 살균ㆍ정화 등의 고부가가치를 가진 자연형 집광채광시스템을 개발한 업체가 바로 (주)찬성에너지이다.
집광채광시스템은 맑은 날 직사광선(방사율 90%이상)은 물론 흐린 날의 산란광선과, 가로등 불빛, 달빛까지도 채광이 가능하도록 효율(35%~70%)을 증대시킨 획기적인 기술로서 고정된 위치에서 빛을 강하게 집광하여 원하는 공간에 뿌려주는 채광방식이다. 이는 태양빛이 투사체를 통과하여 곡면으로 된 주반사체와 보조반사체를 이용하여 집광부와 축광부로 에너지 변환 없이 모아진 빛이 광이송부로 전송되고 산광부를 통해 빛을 발산하게 되는 원리로 구성되었다.
형광등은 60와트 기준으로 약 1,200 LUX(형광등 바로 앞에서 측정했을 때)의 조도이고, 100와트는 약 2,000 LUX이다. 태양광집광 채광기는 외부 조도의 1/3 - 1/8 정도로써 맑은 날 외부의 조도가 50,000 LUX 일 때 실내 산광기 조도는 약 4,000 LUX(산광기 바로 앞에서 측정했을 때) 정도이며 흐린 날 외부의 조도가 8,000 LUX일 때 실내 산광기 조도는 약 1,200 LUX의 조도를 나타냄으로써 흐린 날에도 조명 효과가 탁월함을 알 수 있다.
설치비용은 건물의 용도 및 설치높이에 따라 다르지만 일반적으로 지하 주차장의 경우 독립채광기 1대당 약 50평(바닥면적)기준 약 800만원(조달청 표준가격) 정도 소요된다.
지하실에 나만의 텃밭, 각종 야채 등
직접 재배 - 가꾸는 재미, 먹는 즐거움.
태양광 채광시스템 중 벽채광기는 채광설비로서의 효과도 탁월할 뿐만 아니라, 철강재 후레임으로 제작되어 기존 벽돌구조보다 강해 내ㆍ외장재로서의 건축자재(퓨전기술)로도 뛰어나다. 생활조명과, 동ㆍ식물 생육광, 실내환경개선 등에 이용가능하며, 겨울철에는 광난방으로 활용된다.
독립채광기는 옥상이나, 지하실 상부 등에 돌출 설치하며 모아진 햇빛을 아래쪽으로 확산작용 시키는 채광기로서의 기능은 벽채광기와 동일하다. 광닥트를 연결하면 지하 2층에서도 형광등 보다 밝다. 독립채광기와 벽채광기를 조합하여 설치하면 주간 전등조명이 필요 없을 정도로 충분한 역할을 한다.
또한 벽채광기를 응용하여 원적외선 난방패널(태양광발열기)을 설치하여 집광을 한 에너지를 채광 대신 열에너지로 발산하여 빛보다 열을 많이 사용하는 장소인 버섯 재배실이나 건조실 등 겨울철에 열난방 효과를 극대화할 수 있는 장소에 사용 가능하다. 벽채광기와 원적외선 난방패널을 절충하여 시공할 경우 조명과 난방효과를 동시에 실현 가능하게하여 겨울철 난방료와 전기료 등을 절약하는 일석이조의 효과를 보는 장점이 있다.
자연채광효과가 뛰어나 광합성작용을 필요로 하는 각종 야채나 화초, 꽃, 해바라기 등 지상에서나 가능했던 식물 가꾸기를 이제는 지하공간에서도 가능하게 하여 공간 활용가치와 경제 가치를 증대 시켰다. 더구나 햇빛을 이용한 일광욕, 육체 및 정신건강 향상, 햇빛치료, 해충구제, 곰팡이 제거 등의 생활환경 개선에 뛰어난 효과가 있다.
윤광은 부사장은 태양광채광시스템의 에너지비용 절감에 대해 “일반가정, 사무실, 작업장 등에 설치하면 전체사용에너지의 60~70%, 식물원등 원예작물의 경우 50~80%까지 감당할 수 있다”고 강조했다. 실 예로 한국체육대학은 보고서를 통해 실내체육관내에 태양광채광시스템의 설치는 에너지 비용은 물론 선수들의 체력향상에 도움이 된다고 내놓았다.
살아있는 빛 - 태양광 집광채광시스템
2003년 2월 경기도 용인에 위치한 에너지관리공단 지하주차장 천장에 8개의 집광채광시스템 조명시설을 설치하여 에너지관리공단 측으로부터 큰 호응을 얻었다.
지난 8월에 완료된 서울시 마포구 서울화력발전소의 물 처리실에 4기가 설치되어 현재 사용 중에 있다. 서울화력발전소의 한 관계자는 “맑은 날을 기준으로 평균 조도는 (산광부와 2~3M 거리에서 측정 시) 약 700 LUX 정도가 나오며, 형광등보다 밝고, 또한 태양빛과 같은 조건이어서 근무에 큰 도움이 되며, 흐린 날도 200 LUX 정도로 조명으로서 손색이 없다”고 말했다.
시공 실적으로는 에너지관리공단, 대한항공의 승무원훈련센터, 예일종합건설(주)의 신축사옥 벽채광설비, 유한대학의 지하주차장, 예림원, 태릉선수촌의 복싱경기장, 남동발전(주)의 분당복합발전처 시범사업ㆍ삼천포화력본부 시범사업, 한국수자원공사의 시흥정수장, 서울화력발전소 등 다수의 시설에 설치하여 사용 중에 있다.
차세대 연구기술개발 현황에 대해 설명한 박이동 회장은 “채광부분과 관련하여 러시아의 저명한 학자와 공동연구 중에 있으며, 원거리측광(50M 이상)과 태양빛을 저장할 수 있는 기술(일명 썬 밧데리)등을 목표로 연구에 전념하고 있다”며, “현재 지하의 원거리 채광기술과 집광채광시스템 내의 높은 온도를 활용할 수 있는 방안을 연구 중이며, 현실감각에 맞게끔 제품의 디자인도 구상 중”이라고 밝혔다. 또한 “현재의 신ㆍ재생에너지 설비의 태양에너지 분야에서 태양열과 태양광 부문 중 태양광에 속해 있는 채광부분을 전문적인 부문으로 세분화해야 한다”고 강조하며, 정부에 ‘태양광 채광부문’의 신설 및 제도 개편을 요구했다.
윤광은 부사장은 개발된 제품의 테스트와 관련하여 “최근에 개발한 태양열 집열기를 국립생물자원관(인천 서구 종합 환경연구단지)에 설치, 테스트중이며, 또 다른 프로젝트를 구상 중에 있지만 아직은 밝힐 단계는 아니다”라며, 기술보안에 신중을 기했다.
사람과 자연 그리고 미래를
- 공공기관의 신축건물 대체 에너지를 의무적설치 규정 -
정부는 ‘신ㆍ재생에너지개발 및 이용ㆍ보급촉진법’(구 ‘대체에너지개발 및 이용ㆍ보급촉진법’)을 제정해 공공기관의 신축건물에 대해 대체에너지를 의무적으로 사용하도록 하고 있다. 또한, 2004년 4월 ‘신ㆍ재생에너지개발 및 이용ㆍ보급촉진법 시행령’ 개정안이 확정됨에 따라 2004년부터 국가기관, 지자체, 투자ㆍ출자ㆍ출연기관, 특별법인 등 공공기관은 건축연면적 3천㎡ 이상의 건축물을 신축할 경우 건축공사비의 5% 이상을 대체에너지설비에 투자해야 한다.
공공기관이 설치하는 대체에너지 설비는 태양광, 태양열, 지열 등 11개 대체에너지원별 설비로서 해당기관은 자율적으로 설비를 선택해 설치할 수 있다. 그뿐만 아니라 지난 9월부터 환경부와 건설교통부의 ‘친환경건축물(Greening Building)’인증제가 판매시설과 숙박시설로 확대 시행되었다.
인증제 범주의 평가 항목에도 신ㆍ재생에너지 시설의 설치 여부에 따라 가산점이 부여되고 있다.
태양에너지는 단 10분간의 빛으로도 전 인류가 1년을 사용하고도 남는 양이다. (주)찬성에너지는 ‘사람과 자연 그리고 미래를 생각 합니다’라는 슬로건 아래 미래지향적인 자연형 집광채광시스템 연구, 기술 개발에 오늘도 전념하고 있다. 박영복 기자
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