일본 Y시스템은 태양열을 이용하여 온수를 만들어내는 장치를 개발하였다. 기본적인 구성은 단독주택의 지붕에 집열 패널을 배치하고 지상에 설치한 저유(貯湯)시설에 온수를 저장하는 것이다. 겨울에도 40도 이상의 온수를 만들어 낼 수 있다. 이 시스템이 다른 장치와 비교하여 우위에 있다는 근거는 다음과 같다. 일반가정에서 이용하는 에너지의 50% 이상은 열이고, 열을 만들어내기 위해 전력을 이용하는 것보다 열을 열 그대로 사용하는 것이 에너지효율 면에서 좋으며, 태양열은 비교적 이용하기 쉽고, 고효율화가 가능하다는 것이다.

이 장치는 집열패널의 면적(매수)과 저유 유닛의 탱크용량 조합으로 네 종류로 나뉜다. 매수가 늘어나면 태양에서 얻을 수 있는 열량이 높아지고, 탱크용량이 늘어나면 이용할 수 있는 온수의 양이 늘어난다. 일본 Y시스템의 집열, 저유시스템을 도입하면 연간 최대 8만 3,200엔의 연료비를 절감할 수 있다. 이것은 집열패널 8m2, 저유 유닛 300L경우의 계산값이다. 얻을 수 있는 온수의 온도는 장치에 따라 다르나 1월은 40~55도, 8월은 65도~80도로 입욕에 적합한 온수를 얻을 수 있다.

이 새로운 장치에 크게 다섯 가지 장점을 추가하였다. 첫째, 가격을 저감하고, 사용하기 간편하도록 하였다. 가격은 종래품보다 30% 저가이다. 이 장치는 펌프가 소비하는 전력도 80W로 작다. 에너지 절약도 되고 전기요금 절약에도 도움이 된다. 사용하기 간편하도록 고안한 것은 두 가지이다. 종래품보다 1.5배 압력이 높은(450kPa) 샤워압을 얻을 수 있도록 한 것과 급탕기와의 연동동작을 가능하도록 한 것이다.

둘째, 집열패널의 집열효율을 3% 높인 것이다. 집열 패널의 전면을 뒤덮는 유리에 열투과율이 높은 저철유리(LIG: Low Iron Glass)를 채용함으로써 실현하였다. 집열 패널의 두께는 자체도 종래의 60mm에서 46mm로 얇고, 지붕에 두는 경우도 보다 자연스럽게 보이도록 하였다. 셋째, 저유 유닛 내의 온수를 긴급 비축수로서 이용하도록 비상용 입구를 만든 것이다. 다만 음료수로서의 사용은 고려하고 있지 않다. 넷째, 저유 유닛의 종류를 늘리는 것이다. 종래 제품의 탱크용량은 200L뿐이었으나, 급탕량이 많은 가정에 맞춰 300L를 추가하였다. 다섯째, 설계 내용연수를 20년으로 하였다. 이것은 태양열 업계 최초의 장수명이다. 또한 네 종류의 제품 모두 저유조 온도와 연료절약 금액을 표시할 수 있는 시각화시스템에 접속 가능하다.

(그림 1) 연료비의 절감효과(계산값)
(그림 2) 월별 최고 도달온도(계산값)
(그림 3) 열변환 효율을 높이는 고안

 

[출처 =  KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2014년 10월 17일]