2015년, 한국에너지기술연구원 제1호 연구소기업으로 선정된 ㈜케이앤에스에너지는 태양열에너지 분야의 오랜 연구를 바탕으로 대한민국 신재생에너지 사업의 활성화에 노력하고 있습니다.
(주) 케이앤에스에너지는 무한·청정 에너지원인 태양열 에너지를 이용하여 태양열 온수·난방설비 및 생활가전, 중대형 태양열 시스템에 이르기까지 끊임없는 도전 정신으로 태양열 에너지를 적극적으로 활용할 수 있는 제품 및 기술을 개발하고 이를 이용한 사업화를 추진하고 있습니다.
에너지 안보와 기후변화 및 지속가능한 에너지 개발 등 세계적인 문제를 해결하기 위하여 신재생에너지 기술의 개발과 확산을 가속화할 필요성이 있습니다. 우리나라도 이제는 RHO(Renewable Heat Obligation, 재생열에너지공급의무화)를 대비해야 하고, 그 중심에 태양열 기술이 있습니다. 현재 국제에너지 기구인 IEA(International Energy Agency)에서는 태양열 기술을 태양열집열기, 축열탱크와 같은 요소기술, 온수급탕, 난방, 냉방 등의 이용기술, 그리고 표준화, 인증시험 등의 비 기술적인 분야로 구분하여 비전을 제시하고 있습니다. 무제한 에너지원인 태양열에너지의 이용에 있어서 무엇보다도 중요한 점은 태양열을 모으는 집열기의 고효율화에 있으며, 특히 열전달의 1차 관문인 히트파이프 응축부와 매니폴드(Manifold)의 최적 설계가 매우 중요한 변수로 작용합니다. 이 때문에 진공관형 태양열집열기의 집열성능에 결정적인 영향을 미치는 열교환기가 포함된 매니폴드 기술에 대하여 전 세계의 기업들이 꾸준히 기술개발 중에 있습니다.
그러나 지금까지는 진공관형 집열튜브내 히트파이프의 응축부와 매니폴드 열교환기 사이에 열전달 면적 부족과 접촉 열저항이 커서 원활한 열전달이 이루어지지 못하여 왔습니다. 따라서 우수한 진공관형 집열 튜브 성능에 비해 매니폴드 성능이 우수하지 못하여 진공관형 태양열집열기 효율 저하로 나타났습니다. 이를 해결하기 위해 ㈜케이앤에스에너지는 진공관형 태양열집열기 ‘편심형 매니폴드’를 개발하여, 매니폴드의 전열성능을 향상시키고 제작비용을 절감시킬 수 있는 기술을 개발하고 있습니다.
지역 경계를 초월한 新모델, 에너지기술연구원 1호 연구소기업
“태양에너지는 열을 이용하는 태양열과 전기를 이용하는 태양광 발전기술로 구분됩니다. 저희 ㈜케이앤에스에너지는 그 중에서 태양열 집열기술과 온수급탕, 냉난방, 산업공정열 등의 활용기술을 1차 사업화 목표로 정하고 연구개발을 진행하고 있습니다.”
태양열에너지 시장의 활성화 도모
현재 ㈜케이앤에스에너지가 연구개발하고 있는 매니폴드 열교환기는 ‘진공관형 태양열 집열기’의 핵심부품으로 집열기의 효율에 큰 영향을 주는 핵심 기술입니다. ㈜케이앤에스에너지는 한국 및 미국에 이미 특허 등록한 ‘편심형 매니폴드’를 기반으로 본격적인 사업화에 착수하고 있습니다.
“진공관형 태양열집열기는 평판형 태양열집열기와는 달리 진공기술을 접목하여, 열손실이 적고 집열기의 효율을 높일 수 있다는 장점이 있습니다. 하지만 진공관형은 평판형에 비해 가격이 다소 높게 책정되었기 때문에, 이를 기술적으로 극복하고 경제적인 제품을 통해 태양열에너지 시장의 활성화를 도모하고자 끊임없이 연구개발하고 있습니다.”
에너지 믹스(Energy Mix)시대를 위한 지속적인 연구
우리나라는 GDP(국내총생산)대비 전력소비량이 평균보다 1.75배가 높고 단위 면적당 전기 밀도가 세계 1위인 국가입니다. 1차 에너지 공급 가운데서 수입된 에너지의 비율을 에너지의 ‘수입 의존도’라고 하고 반대로 국산 에너지가 차지하는 비율을 ‘에너지 자급률’이라고 하는데, 이 에너지 자급률 또한 다른 국가에 비해 많이 미약한 수준입니다. 이러한 에너지 자본은 에너지를 얼마나 안정적으로 공급할 수 있느냐 하는 ‘에너지 안보’와 직결됩니다. 많은 전문가들은 우리나라에서 에너지 공급 중단의 위험성을 완화하려면 에너지 수입을 다변화하거나 적절한 에너지 공급믹스를 해야 한다고 말합니다.
“에너지 믹스(Energy Mix)는 ‘섞는다(mix)’는 의미를 적용한 합성어로 에너지원을 다양화 한다는 의미를 갖고 있습니다. 이는 석탄과 석유와 같은 기존 에너지원에 태양에너지 등의 신재생에너지자원의 융합을 통해 급등하는 에너지 수요에 적절하게 대응하는 것입니다. 물론 에너지 믹스를 위해서는 친환경적인 에너지로서 안정적인 공급이 가능해야하며 경제성 부문 또한 고려되어야 합니다.”
에너지 믹스시대를 위한 태양열에너지는 태양광 못지않은 보급 잠재력을 가지고 있습니다. 그렇기 때문에 ㈜케이앤에스에너지는 이러한 보급 잠재력을 실현하기 위해 끊임없는 연구와 개발을 하고 있습니다. 에너지 믹스시대를 위한 태양열에너지 연구개발의 첫 단추가 바로 진공관형 태양열집열기를 통한 국내외 태양열 시스템 진출이며, 태양열에너지와 함께 신재생에너지와의 융복합 에너지 분야의 선두주자로 나아가겠다는 것을 향후 비전으로 삼고 있습니다.
기술교류를 통한 글로벌 마켓 추진
“현재 ㈜케이앤에스에너는 풀코스 마라톤 완주를 위해 출발선에 서있습니다. 첫 단추인 매니폴드 열교환기 사업화를 잘 끼우고 나머지 단추들도 향후 중·장기적인 추진 계획에 따라 추진해나갈 것입니다.”
