본 논문에서는 국내외 신재생에너지 정책 동향을 분석하고 히트펌프의 종류에 따른 농업적 적용 연구 분석을 통해 적용 성을 평가하고자 하였다. 국내에서는 설치비용이 상대적으로 많이 소요되고 보급율이 낮지만, 탄소중립을 위한 열 부문 온실가스 감축의 대안으로 주목할 필요가 있다. 히트펌프는 신 재생에너지원의 이용효율을 극대화하고 친환경적인 난방 및 냉방 솔루션을 제공함에 있어서 중요한 역할을 한다. 외국에 서는 신재생 열에너지 공급 의무화 제도로 건축물 내 열에너 지 사용량의 일정비율을 신재생에너지를 통해 공급하도록 의 무화하고 있으며, 신재생 열에너지 차액 지원 제도를 통해 신 재생에너지 이용 설비와 화석연료 이용 설비 간의 비용 차이 를 보상하고 있다. 우리나라 원예시설의 온실 난방도 예전에 는 80%가 유류였지만, 최근에는 고유가로 인하여 유류가 60%, 전기가 30%를 차지하고 있는 것으로 나타나고 있다. 따 라서, 전기로의 전환을 보여주고 있으며, 추후 농사용 전기 요 금 정책 변화 및 요금 인상 등에 대응 하기 위한 히트펌프 활용, 보급의 확대가 필요할 것으로 생각된다. 특히, 우리나라는 에 너지 가격적인 측면만을 볼 때는 히트펌프 보급에 매우 유리 한 여건에 있는 것이 사실이다. 외국과 비교하여 도시가스와 전력요금이 GDP대비 낮은 수준이며, 전력요금 대비 가스요 금은 상대적으로 비싼 수준이어서 히트펌프 보급에 의한 경제 성이 있다(Kim, 2016). 최근 전기요금이 인상되었지만, 농사 용 전기요금(저압)은 kWh당 59.5원으로 OECD 평균 전기요 금에 비교하여 저렴한 편이기 때문에 히트펌프 적용에 따른 효과는 크다고 할 수 있다. 우리나라는 겨울철 외기온도가 낮게 형성되는 기후적 특성 으로 인하여 난방 효율이 저하 문제로 AHP는 난방기로서의 관심이 크지 않은 실정이지만, AHP 보급은 화석연료, 가스 등 연료 사용 보일러 교체에 따른 온실가스 저감 효과를 나타낼 수 있다. 우리나라도 EU 등의 사례에서 알 수 있듯이 공기열 을 재생에너지로 인정함으로써 탄소중립실현을 위한 수단으 로 이용할 수 있을 것으로 기대된다. GHP 경우에는 지하에 파 이프 시스템이 매설되기 때문에 부지 소유 조건에 따라 시공 가능 여부가 결정될 수도 있으며, GHP의 적용 방식에 따라 굴 착 비용이 많이 소요될 수 있다. 지하수, 하천수, 해수, 폐수 등 에 포함된 열원으로부터 흡수하여 난방 및 냉방을 제공하는 시스템으로 축열시스템과 심야전기 활용 시에는 운전비를 크 게 절감할 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 슬러지(이물 질)가 유입·퇴적되면 효율이 저하되거나 고장을 일으킬 가능 성이 있기 때문에 유지관리에 대한 노력이 더 요구된다. 히트펌프를 적용하는데 있어서 다양한 요소들을 고려해야 한다. 히트펌프를 적용하려고 하는 지리적 조건에 따라 적합 한 히트펌프를 선정하는 것과 히트펌프를 적용하고자 하는 원 예시설의 크기에 적합한 용량을 선정하는 것이 효율적인 에너 지 이용을 위해 주요하다. 또한, 주 열원과 보조 열원을 결합한 시스템인 하이브리드 히트펌프를 이용하여 두 가지 열원을 최 적화하여 사용함으로써 에너지 효율성을 극대화하기 위한 노력도 필요하다. 히트펌프의 이용 확대를 위해서는 정부의 보 조금이나 세제 혜택을 통해 초기 비용 부담을 완화하는 것은 중요하지만, 그와 동시에 히트펌프의 에너지 효율을 향상 시 킬 수 있는 연구개발에도 투자가 필요할 것으로 사료된다. 이 로부터 히트펌프에 대한 기술 발전을 촉진하고, 보다 경제적 이고 지속 가능한 에너지 솔루션을 제공할 수 있기 때문이다.

This study focuses on analyzing the energy-saving effects of the recirculation aquaculture system using seawater source heat pumps and solar power generation. Based on the thermal load analysis conducted using the transient system simulation tool, the annual energy consumption of the recirculation aquaculture system was analyzed and the energy-saving effects of utilizing the photovoltaic system was evaluated. When analyzing the heat load, the sea areas where the fish farms are located, the type of breeding tank, and the circulation rate of breeding water were taken into consideration. In addition, a method for determining the appropriate capacity for each operation time was examined when applying the energy storage system instead of the existing diesel generator as an emergency power, which is required to maintain the water temperature of breeding water during power outage. The results suggest that, among the four seas considered, Jeju should be estimated to achieve the highest energy-saving performance using the solar power generation, with approximately 45% energy savings.

The drinking water supply system applicable to the laying hen consists of air-water heat pumps, drinking water tanks, heat stroage tank, circulation pumps, PE pipes, nipples, and control panels. When the heat pump system has power of 7.7 to 8.7 kW per hour, the performance coefficient is between 3.1 and 3.5. The supply temperature from the heat pump to the heat stroage tank was stabilized at about 12±1°C, but the return temperature showed a variation of from 8 to 14°C. Stratified temperature in the storage tank appeared at 12.°C, 13.5°C and 14.4°C, respectively. The drinking water supply temperature remained set at 15°C and 25°C, and the conventional tap water showed a variation for 23°C to 30°C. As chickens grow older, the amount of food intake and drinking water increased. y = -0.0563x2 + 4.7383x + 8.743, R2 = 0.98 and the feed intake showed y = -0.1013x2 + 8.5611x. In the future, further studies will need to figure out the cooling effect on heat stress of livestock.