건축물에 태양광 패널 일체화 BIPV 주목

외벽 대체하는 태양광 모듈, 효율 높이고 디자인까지 더하다

    최근 발표된 ‘재생에너지 3020’ 이행 계획과 제로에너지 건축물 정책으로 태양광 활용한 재생에너지 건축물이 확산될 전망이다.

재생에너지 부분에서 높은 보급비율을 차지하고 있는 것이 태양광 분야이다. 하지만 밀집된 도심지에서는 설치면적을 확보하기가 어렵고 인근 주민들의 민원 문제가 발생하고 있어 태양광 시설 설치에 많은 제약이 있다.

‘재생에너지 3020’ 이행 계획과 제로에너지 건축물 정책

Photovoltaic( BIPV)  Solar Integrated Sustainable Architecture

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이러한 문제를 해결하는 가장 효율적인 방법으로 건축물에 태양광 패널을 일체화하는 BIPV가 주목 받고 있다. 또한 2020년 공공 건축물 신재생에너지 설치 의무화로 인해 BIPV 시장이 점차 확대될 것으로 전문가들은 예상하고 있으며, 이에 따른 BIPV 기술 개발도 한창이다.

그 가운데 기존 태양광 모듈의 단점이었던 건물 외관과 동떨어진 색상·디자인, 복잡한 설치 방법 등을 개선해 외벽 대체용 BIPV 모듈이 개발돼 주목을 받고 있다. 그 주인공이 바로 ‘솔라스킨(SOLAR SKIN®)’이다.

솔라스킨은 적외선 영역을 흡수해 전력을 생산하고 특정 가시광선 영역을 반사해 모듈의 컬러를 표현하는 적외선투과 필름인 유색나노필름을 코팅 처리함으로써 건축물 외장재로 활용이 가능한 BIPV 모듈이다.

또한 주변에서 흔히 볼 수 있는 건축자재의 매트한 질감과 색상을 유사하게 구현해 태양전지가 보이지 않아 외벽과의 이질감 없이 건축자재로 사용할 수 있다. 특히 기존 Glass 재질의 태양광패널의 단점으로 태양빛의 반사로 인한 눈부심 현상이 있었지만 나노필름을 적용시킴으로써 설치 위치와 각도에 상관없이 편안한 사용감을 주는 것이 특징이다.

현재 제품화된 색상 중 White 태양광 모듈의 경우 가장 발전량이 작은 색상이지만 동일 색상 계열 중 10% 이상의 높은 효율을 나타내고 있다. 앞으로 발전 효율이 더 향상된 다양한 색상들이 제품화될 예정이다.

뿐만 아니라 현재 일반 태양광 모듈 KS 인증 시험을 바탕으로 신뢰성 시험을 통과해 기술을 인정받았으며, BIPV용 태양광 모듈 KS 인증 시험이 진행 중이다.

이러한 기술을 개발한 코오롱글로벌(주) 기술연구소는 지난 1992년 기업부설연구소로 인정받은 이래 30여 년 동안 건설 산업의 발전을 위해 기술 개발에 매진하고 있다. 또한 건축, 토목, 환경 분야의 전문가들이 사업부서와의 협업을 통해 친환경건축, 모듈러 건축, 스마트건설, 등 다방면의 연구를 수행하고 있으며, 특히 태양광 모듈 연구를 통해 신재생에너지 분야에서 두각을 보이고 있다.

코오롱글로벌은 태양광에 유색 필름을 접목하면 디자인이 개선돼 건축물에 활용이 용이할 것으로 판단해 지난 2017년 스위스의 유색 나노필름을 발굴했다. 이와 함께 국내에서 양산할 수 있도록 태양광 패널 전문회사인 ㈜신성이엔지와 공동연구개발을 통해 건축물의 외장재로 활용이 가능한 ‘건축물 외벽 대체형’ BIPV 모듈을 개발했다.

또한 솔라스킨을 건물에 일체화 하는 시공 기술에 있어 ㈜에이비엠과 협력해 건축 외장재로써 시공과 유지보수가 용이하도록 개발했다. 이러한 특화 시공법을 통해 건물 설치 후의 다양한 조건에 출력, 내구도, 유지관리 용이성 평가 등 실제 모니터링 진행을 위해서 지난해 11월 한국에너지기술연구원 내 4.8kW급 실증시설을 구축하기도 했다.

대전 유성구 한국에너지기술연구원 내 구축한 솔라스킨(SOLAR SKIN) 실증 시설. ⓒ코오롱글로벌

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코오롱글로벌 기술연구소 김은진 연구원은 “향후 기술·시공법 고도화를 위해 코오롱글로벌, 한국에너지기술연구원, 신성이엔지, 에이비엠과 공동 업무협약을 체결했다”며 “이 협약은 도심 빌딩에서 에너지를 생산하고, 생산된 에너지를 공유하기 위해 한국에너지기술연구원과 건설사 그리고 건축물 신재생에너지 제조와 설계, 시공 전문 기업들이 함께 뜻을 모았다는 데 의의가 있다”고 말했다.

그는 이어 “제로에너지건축 의무화 계획이 도입되면서 BIPV 시장도 빠르게 성장할 것으로 예상되고 2023년에는 국내 BIPV 시장이 연간 5000억원 규모로 성장할 것으로 기대하고 있다”며 “이에 따라 솔라스킨은 색상뿐만 아니라 질감까지 고려된 차별화된 건물 일체형 태양광 발전 시스템으로써 BIPV 시장 성장과 확장에 기여할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

현재 솔라스킨은 다수의 건축물에 설계가 반영돼 있어 시공을 앞두고 있다. 이와 더불어 코오롱글로벌은 올해 공동주택 입면 특화 디자인 상품개발을 통해 공공건축뿐만 아니라 일반 건축과 공동주택에서도 활용도를 높일 계획이다.

[공학저널 전찬민 기자] 

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