시안 이공대학교 태양열 온수 프로젝트

중국의 "이중 탄소" 목표(2030년 탄소 정점 달성, 2060년 탄소 중립 달성)와 친환경 캠퍼스 개발을 추진하는 대학들은 에너지 소비와 환경 교육의 핵심 요소인 재생 에너지 활용 방안을 모색하고 있습니다. 시안이공대학교는 산시성의 풍부한 태양열 자원을 활용하고 (교사와 학생들의) 온수 수요를 충족하기 위해 하루 10톤 규모의 태양열 온수 프로젝트를 시작했습니다. 이 프로젝트는 캠퍼스 생활에 안정적이고 깨끗한 에너지를 제공하고, 저탄소 개념을 구현하며, 대학 에너지 전환을 위한 실제적인 모델을 제시합니다.

I. 프로젝트 배경: 수요와 책임

수만 명의 학생을 보유한 종합대학으로서(선생님과 학생들)시안 이공대학교는 매일 엄청난 온수 수요를 겪고 있습니다. 이전에는 전통적인 가스 보일러와 전기 히터에 의존했는데, 이는 에너지 사용량, 비용, 탄소 배출량, 그리고 유지 보수 비용이 많이 드는 문제였습니다. 삶의 질에 대한 요구가 높아지고 국가 친환경 대학 기준이 더욱 엄격해짐에 따라, 기존 시스템은 "에너지 절약, 친환경, 효율"이라는 목표를 달성하지 못했습니다.

산시성 시안시는 연간 일조량이 2,000~2,600시간, 연간 일사량이 4,500~5,000MJ/㎡에 달하는 풍부한 태양열 자원을 보유하고 있습니다. 이러한 태양열 자원을 바탕으로 시안대는 태양광 프로젝트를 통해 에너지 구조를 혁신하여 "온수 접근성 및 비용 문제"를 해결하는 동시에 환경적 책임을 다하고 친환경 캠퍼스 개발을 촉진할 수 있었습니다.

II. 기술적 해결책: 10톤/일 설계

수요와 효율성의 균형을 맞추기 위해 대학은 태양열 회사와 협력하여 "열 수집, 저장 및 보조 난방"에 중점을 둔 맞춤형 10톤/일 시스템을 구축했습니다.

열 수집: 기숙사와 교육관 옥상에 120㎡ 크기의 고효율 평판형 집열기를 설치했습니다. 고흡수 코팅을 사용하여 시안의 겨울에도 60% 이상의 효율을 유지하여 흐린 날에도 기본적인 난방을 제공합니다. 직렬로 연결된 집열기는 태양열을 열로 변환하여 부동액을 통해 저장 탱크로 전달합니다.

열 저장: 폴리우레탄 폼으로 제작된 5톤 단열 탱크 2개가 열 손실을 최소화합니다(주변 온도 5°C에서 24시간 동안 3°C 이하 열 손실). 대용량으로 낮 시간 동안 온수를 저장하여 밤/새벽 피크 시간대에 사용하고 온도 변동을 방지합니다.

보조 난방: 시안의 겨울철 일조량이 부족한 기간을 대비하여 공기열 히트 펌프가 추가되었습니다. 태양열이 55°C(설정 온도)에 도달하지 못하면 펌프가 작동하여 연중 내내 난방을 공급함으로써 높은 전기 난방 비용과 태양열 "날씨 의존성"을 피할 수 있습니다.

지능형 제어: 센서가 온도, 수위, 사용량을 모니터링하여 펌프와 히터를 자동으로 조정합니다.(선생님과 학생들)캠퍼스 APP를 통해 공급을 확인하고, 관리자는 원격으로 문제를 해결하여 유지 관리 효율성을 개선합니다.

III. 운영 성과: 3중 이점

이 시스템은 거의 2년 동안 안정적으로 운영되어 경제적, 환경적, 사회적 성과를 거두었습니다.

경제적 이점: 고비용의 기존 전력 공급 방식을 대체하여 연간 약 48,000kWh의 전력을 생산하여 약 18,000m³의 천연가스를 절감하고 연간 에너지 비용을 60,000위안 이상 절감합니다. 15년의 수명으로 총 약 900,000위안을 절약하며, 5년 내 투자금 회수가 가능합니다. 모듈식 설계로 보일러 대비 연간 유지 보수 비용을 약 12,000위안 절감합니다.

환경적 이점: 연간 CO₂ 배출량을 약 48톤(표준 석탄 16톤에 해당), SO₂ 배출량을 약 1.4톤, NOₓ 배출량을 약 0.7톤 줄여 나무 2,600그루를 심는 효과에 해당합니다. 보일러 소음과 매연을 제거하여 캠퍼스를 더욱 깨끗하게 만듭니다.

사회적 혜택: 온수는 이제 95% 이상 "주문형"(55-60℃, 안정된 압력)으로 제공됩니다.(선생님과 학생들)만족. "태양광 대중화 코너"는 전시와 QR 코드를 통해 교육을 제공하고, 학생 동아리들은 저탄소 아이디어를 전파하고 "에너지 전환"과 "교육"을 결합한 친환경 활동을 진행합니다.

IV. 미래 전망: 실무에서 홍보까지

이 프로젝트의 성공은 귀중한 경험을 제공합니다. 대학은 다음과 같은 계획을 가지고 있습니다. 해당 시스템을 구내식당과 체육관으로 확대하여 공급량을 하루 25톤으로 늘리고 화석 에너지 사용을 감축합니다. 캠퍼스 PV 프로젝트와 함께 "태양광 + 에너지 저장"을 모색하여 다양하고 깨끗한 에너지 공급을 위한 "태양열 + PV" 친환경 시스템을 구축합니다.

또한 지역 대학 및 기업과 협력하여 경험을 공유하고 교육에서 태양광 사용을 촉진하는 것을 목표로 합니다. 산시성(陝西省) 캠퍼스 에너지 선구자로서 이 프로젝트는 지역 자원 및 요구 사항에 맞춰 재생 가능 에너지가 캠퍼스 생활을 향상시키고 녹색 개발을 촉진하여 "탄소 제로 캠퍼스"와 도시에 기여한다는 것을 입증합니다.