파주 호접란 농가, “스마트 온실로 수확량·품질·관리비 모두 잡았다”

▲ 기계연 이상민 박사가 스마트 에너지 온실 시스템인 ‘삼중발전(TRI-Gen)’기술을 설명하고 있다.

기계연구원, 파주에 ‘삼중발전(Tri-Gen) 시스템’ 실증

가스히트펌프를 난방ㆍ탄산시비ㆍ냉방 3개용도로 활용 가능

“꽃송이가 전보다 훨씬 풍성해졌고 농가 관리비용이 40∼50％ 줄었어요.”

지난해 1월부터 경기도 파주 정진표 씨 호접란 농장에는 한국기계연구원(이하 기계연)이 개발한 스마트 에너지 온실 시스템인 ‘삼중발전(TRI-Gen)’기술이 적용됐다.

이 기술은 세계 최초 시설원예용 가스히트펌프(GHP) 기술로, 가스엔진으로 냉난방을 하고 엔진에서 배출되는 배기가스를 다시 비료로 사용하는 게 특징이다.

난방ㆍ냉방ㆍ탄산시비 등 3개 용도에 활용이 가능해 삼중발전이라 명명됐다.

호접란은 온도뿐만 아니라 탄소 농도에 민감한 식물로 관리가 까다로운 종으로 꼽힌다.

정 씨는 “호접란은 어릴 때 30℃ 고온, 대가 나올 때는 25℃ 저온으로 온도를 맞춰야하며, 항상 적절한 탄소농도를 유지해야해 관리가 어려운 식물”이라면서 “가스히트펌프 시스템을 적용한 후 꽃송이가 많아지고 대가 길어지는 등 품질도 향상됐으며, 수확량도 늘었다”고 말했다.

▲ 파주 조리읍 호접란 농장주 정진표 씨가 농장을 둘러보고 있다.

▲ 파주 조리읍 호접란 농장에 만개한 호접란 꽃송이.

기존 시설원예 농가는 난방기, 냉방기, 탄산 시비 장치, 제습기 등 온실에 필요한 에너지 장치를 개별적으로 설치해야만 했다.

따로따로 설치하다 보니 에너지 손실이 크고 효율이 떨어진다는 단점이 있다.

기계연은 이를 해결하고자 전기나 유류가 아닌 가스를 활용해 냉난방이 동시에 가능한 가스히트펌프를 개발했다.

이로써 겨울철 난방비를 40％ 이상 절감하고 엔진이 뿜어내는 배기가스에 포함된 이산화탄소를 온실에 다시 공급해 오염물질 배출은 줄여 수확량을 20％ 이상 높였다.

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

기계연은 독자적인 엔진 제어기술과 후처리 장치로 상용 가스히트펌프보다 유해 가스를 90％ 이상 줄이는 데 성공했다.

이 기술은 모바일 애플리케이션을 통해 모니터링과 제어가 가능하다는 장점이 있다.

연구를 이끌어온 기계연 청정연료발전연구실 이상민 박사는 “원격 제어를 통해 온도와 습도, 이산화탄소 농도 등 공급되는 에너지 자체를 제어할 수 있는 ‘스마트 온실 에너지 통합시스템’”이라고 설명했다.

한편, 이 기술은 2014∼2016년에 걸쳐 개발됐으며, 오는 2018년까지 경기 파주 호접란 재배 농가와 강원 춘천 토마토 농가에서 실증될 계획이다. 파주 = 최소망 기자 somangchoi@

▲ 시설원예 가스히트펌프 시스템 모식도.