벽산건설(주)은 최근 '열병합발전과 개별난방 통합 시스템’을 개발, 특허를 획득했다. 이 기술은 아파트에 소형 열병합발전기를 설치하는 중앙난방방식과 기존 개별난방방식이 합쳐진 통합 시스템 이다. 이 시스템은 열병합발전 시스템과 개별난방 시스템을 동시에 실시, 열병합발전에서 발생하는 폐열을 이용해 급탕수 온도를 높여 이를 직접 배출시키거나 개별보일러로 공급해 개별보일러의 연료 소모량을 절감토록 한 것이다. 벽산건설(주)이 개발한 '열병합발전과 개별난방 통합 시스템’에 대해 살펴본다.
가스터빈을 이용하는 발전시스템 중에서 발전용량이 300kW 이하인 시스템을 마이크로터빈 발전 시스템이라 하며, 가스터빈에서 배출되는 폐열을 활용하여 열효율을 극대화시킨 것이 열병합발전 시스템이다. 마이크로터빈 열병합발전 시스템은 소형이면서 발전 및 열효율이 높고, 환경친화적인 제품 특성을 갖고 있으며, 또한 기존에 주로 사용되고 있는 천연가스 및 액체연료 뿐만 아니라 유정이나 쓰레기 매립장 등에서 버려지는 낮은 품질의 가스도 연료로 사용할 수 있도록 하여 에너지 활용도를 높일 수 있다. 본문에서는 국내에서 개발중인 65kW급 마이크로터빈 열병합발전 시스템을 소개하고 현재까지의 개발현황을 정리하였다.
소형 스털링엔진 발전시스템은 전력을 생산하기 위해 스털링엔진을 적용하는 시스템으로, 천연가스가 풍부한 북유럽 국가들을 중심으로 난방, 온수와 전기에너지를 동시에 공급할 수 있는 가정용 소형 열병합 발전시스템으로 각광받고 있다. 외연기관인 스털링엔진은 연료의 종류에 제한을 받지 않기 때문에, 태양열, 폐열, 천연가스 등의 다양한 열원을 이용한 발전시스템에 적용이 가능하다. 수 kW급의 스털링엔진을 적용한 소형 열병합 발전시스템의 기술개발 동향을 소개하고자 한다.
열병합발전의 도입에서는 건물의 규모나 용도에 따라 시스템의 선정, 발전전력$\cdot$배열의 이용률을 올리기 위한 설계가 중요하다. 발전전력에 대해서는 상용전력과 계통연계를 하는 것에 의해 건물 전체의 전력부하를 공급대상으로 하는 것이 가능하기 때문에 점차 정격용량의 발전을 할 수 있다. 최근의 열병합발전에서는 전주열종(電主熱從) 운전이 주류이며 일부 소형시스템 이외는 계통연계이기 때문에 발전전력의 유효이용은 비교적 용이하다. 그러므로 열병합발전시스템의 종합효율을 올리고, 시스템을 성공시키기 위해서는 배열을 잘 이용할 수 있는 시스템 설계를 하는 것이 포인트이다. 배열이용 설계를 하려면 우선 도입을 계획하고 있는 건물의 용도, 규모에 가장 적합한 배열이용시스템을 선정할 필요가 있다. 민생용 열병합발전에서는 모두 배열을 온수로 이용하는 가스엔진시스템이므로 가스엔진배열온수의 이용시스템에 대해 설명한다.
가스터빈을 이용하는 발전시스템 중에서 발전용량이 300kW 이하인 시스템을 마이크로터빈 발전 시스템이라 하며, 가스터빈에서 배출되는 폐열을 활용하여 열효율을 극대화시킨 것이 열병합발전 시스템이다. 마이크로터빈 열병합발전 시스템은 소형이면서 발전 및 열효울이 높고, 환경친화적인 제품 특성을 갖고 있으며, 또한 기존에 주로 사용되고 있는 천연가스 및 액체 연료 뿐만 아니라 유정이나 쓰레기 매립장 등에서 버려지는 낮은 품질의 가스도 연료로 사용할 수 있도록 하여 에너지 활용도를 높일 수 있다. 본 논문에서는 국내에서 개발중인 65kW급 마이크로터빈 열병합발전 시스템을 소개하고 현재까지의 개발현황을 정리하였다.
아파트 소형 열병합발전시스템을 국내에 처음으로 도입한 (주)케너텍(대표 정복임,신동오)은 ESCO 시장에서 항상 두각을 나타내고 있는 중소기업 대표로 통한다. 업계 대기업과 비교해도 손색이 없을만큼 많은 실적을 쌓아온 케너텍은 열병합발전시설의 '24시간 연속난방 시스템'을 가장 먼저 도입, 기술력에서도 높은 평가를 받고 있다. 최근에는 임목폐기물등 버려지는 자원을 연료로 활용한 바이오매스 열병합발전사업을 주도하고있다. 친환경에너지, 해외자원개발 분야에까지 사업을 확장하고 있는 (주)케너텍을 찾았다.
삼성테크윈㈜(대표 이중구)은 최근 멀티미디어시대의 총아로 각광받고 있는 디지털카메라, 첨단 항공기엔진, 반도체부품 및 제조장비, 그리고 가스터빈 등으로 잘 알려진 기업이다. 특히 국내 가스터빈 산업의 선도적인 역할을 자부하는 이 회사는 1,200kW급 소형가스터빈과 100kW급 초소형가스터빈을 개발, 열병합발전과 비상용발전 등 분산발전시스템 사업을 활발히 전개해오다 지난해 3월부터 ESCO사업을 시작했다. 최고의 제품과 서비스창출을 경영방침으로 아파트열병합발전 분야에서 단기간에 두각을 나타내고 있는 삼성테크윈의 ESCO사업 이야기를 들어본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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