[에너지시스템설계] 캡슐형 제로에너지 하우스 설계

소개글

슈퍼단열(Super insulation), 태양열 (Solar Thermal), 열회수 환기장치(ERV), 패시브 하우스(Passive house), 캡슐(Capsule), 태양광 (photovoltaic system), 빗물저장(Rain system)

목차

Abstract 3

Keywords 3

1. 서론 4

2. 기술 동향 분석 5
(1) Solar Decathlon 07 대회 수상작 : Technische Universität Darmstadt 6
(2) Building America의 수행중인 제로에너지주택 성능 분석 7
(3) Scott Specht 의 ZERO HOUSE 8
(4) Zero Carbon House 8
(5) 살둔 제로에너지 하우스 9
(6) 슈퍼 단열 시스템 분석 11

3. 설계 13

4. 핵심 요소 기술 분석 21
(1) 태양광 발전 21
(2) 미국 MIT, 고효율의 다결정 실리콘 태양전지 개발 23
(3) 옥상 녹화를 통한 단열효과 24
(4) ERV 환기시스템 25
(5) Solar thermal System 26
(6) Rain Water System 29

5. 설계타당성분석 30
(1) 고단열 시공을 통한 실내 난방 평가 31
(2) 태양광 발전의 정부지원과 향후전망 31
(3) 태양열 시스템 산정기준 타당성 32

6. 경제성분석 34

7. 요약 및 소감 37

8. Reference 38

본문내용

Abstract
고갈되는 화석자원과 지구온난화가 세계적인 이슈로 떠오르는 상황에서 재생에너지개발의 필요성이 증가하고 있다. 또한 재생에너지에 대한 관심이 전국적으로 확산됨에 따라 자가주택의 저에너지화 하고자 하는 수요도 꾸준히 증가하고 있다. 본 보고서에서 하고자하는 것은 기존 패시브 하우스를 바탕으로 제로에너지하우스를 재설계해서 기존의 주택에 재생에너지를 적용시킨 친환경 저에너지하우스를 구현시키는 것이다. 주택에서의 가장 많은 비중을 차지하는 난방 및 급탕의 에너지 손실을 줄이기 위해서 설계하고자 하는 주택의 전면에 SIP패널을 적용해 고기밀 공간을 구현한다. 또한 고 기밀에서의 환기와 미량의 에너지 손실을 최소화 하기위한 단위 주택모듈(캡슐)을 기반으로 여러 캡슐을 연결한 제로에너지 하우스를 설계하였고 보조열원으로 진공관 태양열 축열 시스템을 적용하였다.
초기 설치비용은 15평기준 캡슐하우스 제작 시 7520만원으로 연간 100여만원에 달하는 난방 및 전기소비량을 감안하면 무려 75배에 달하는 많은 비용임을 알 수 있다. 하지만 배출이 없고 태양에너지 설비의 내구수명이 30년임을 감안해 반영구적으로 유지비가 들지 않는다는 것을 감안하면 투자가치가 있다. 탄소배출비용을 포함한 투자대비 회수기간은 16년이 걸려 편재로써는 투자경제성이 없으나, 기술이 발전해 태양열 발전효율이나 단열재의 경면고단열화 기술이 발달하면 투자회수기간은 충분히 줄어들어 경제성을 갖출 것으로 본다.

<중 략>

그림 36 EUA 2008 Carbon Price
(홍순찬, 2007)
그림 32는 EUA의 2008년 탄소 배출권의 탄소가격의 동향을 나타내는 그래프이다. EUA는 EU ETS(EU Emission Trading Scheme)에서 거래되는 Carbon Allowances이다. 톤 당 약 20 유로로 약 30 달러(1.5 달러/유로)로 안정하게 거래되고 있다.
■ 월별 배출 탄소량은 2.58ton이므로 매월 77.4달러(104,500원)의 탄소 배출권 비용을 지불해야한다.
■ ZEH의 최종 에너지소비금액과 탄소배출량 계산 (월)
- 기본설비투자비: 26000만원
- 탄소 배출비: 없음(태양열에너지와, 태양광발전으로 가정전력충당하며 계통연결을 통한 심야 사용전력의 이용료 무료)

참고 자료

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한보엔지니어링, “단열외벽패널(S.I.P)자료”, www.hanboeng.com