[공학저널 김하늬 기자] 건물일체형 태양광(BIPV) 시스템은 건축물에 태양광 발전 설비가 융합된 시스템으로, 태양광 설비를 건물에 단순 부착하는 형태가 아닌 건물 외피나 마감재의 기능을 동시에 수행하는 태양광 발전 시스템이다.
BIPV는 건축물 설계 단계부터 시스템 설치를 동시 반영한 건물의 마감재로 건축 비용 절감 효과는 물론 태양광 에너지를 통한 전력 공급으로 에너지 효율과 디자인 측면의 장점을 모두 보유하며 건물의 가치를 높이고 있다.
지난 2017년 ZEB 인증 제도가 시행됨에 따라 2020년부터 공공은 현재 연 면적 500㎡ 이상에 대해 ZEB 인증을 받아야 하며, 2025년부터 민간 대상도 의무화가 적용된다. 건물일체형 태양광은 ZEB 구성 요소 중 다양한 신재생 에너지원 가운데 건축물과 융합되는 최적의 솔루션으로 손꼽히며 생산되는 에너지의 효율성과 유지관리가 우수한 것으로 평가받고 있다.
하지만 기존 Dark Blue 계열의 태양광 모듈은 발전 효율이 높음에도 건물의 디자인과 일체화되지 못해 미관을 해친다는 단점이 있었다. 이로 인해 건물의 가치가 훼손돼 BIPV 설계 반영을 피하는 시장 장벽을 뛰어넘고자 여러 색깔을 반영한 컬러 태양광 제품이 개발돼 눈길을 끌었다.
특히 ㈜에스지에너지의 컬러 BIPV 제품인 ‘Be Paint™’는 나노 세라믹 안료를 적용해 모듈 표면에 도트 패턴 인쇄로 BIPV 모듈의 색상을 구현한다. 타제품과 달리 차별화된 무반사 기술을 기반으로 건물 태양광 모듈 적용에 따른 빛 공해를 최소화해, BIPV 설계 단계부터 발생하는 인근 주민의 민원(눈부심)을 사전에 해결하여 안정적인 사업 수행이 가능해지면서 최근 각광받고 있다.
일반적인 컬러 태양광 기술은 색상에 따라 모듈 내 입사되는 파장대의 부분 손실로 출력 편차가 나타나기도 한다. 일례로 파란색이나 녹색 계열은 컬러 박막에 따른 출력 감소율이 약 5~10% 저하된다면, 노란색이나 회색 계열은 약 20~30%가량 출력 저하가 발생하기도 한다.
이럴 경우 실제 건축물 적용 시 설치 환경(방위각, 설치 각도, 건물 음영 등) 외에도 BIPV 모듈 색상을 고려한 시스템을 구축해야 하므로 전기설계 난이도 상승 및 미스매칭에 따른 컬러 모듈의 장기 신뢰성 저하가 유발되는 결과로 이어질 수 있다.
이에 반해 에스지에너지의 컬러 BIPV 기술은 도트 인쇄 패턴에 따른 색상 발현과 출력 성능을 조절해 다양한 색상에서 동일한 모듈 출력 성능을 안정적으로 발전시킬 수 있다는 점에서 차별화되고 있다.
또한, 태양광 모듈의 단순한 색상이 아닌 색상의 농도 구성(그라데이션)이나 이미지를 통한 디자인 BIPV 제품을 출시해 건물의 심미성을 향상할 수 있는 제품군을 보유하고 있는 것도 장점으로 손꼽힌다. 에스지에너지는 이러한 기술에 대한 지식재산권 확보하고 있으며, 현재 국내에서 가장 많은 BIPV 모델에 대해 KS 인증(KS C 8577)을 확보하기 위해 노력 중이다.
에스지에너지 손동욱 연구소장(사진)은 “건축물은 사람만큼이나 각각의 특성과 디자인이 다양하기 때문에 이에 맞추어 컬러 BIPV 모듈 제품을 고도화한 디자인 BIPV 제품을 2023년 출시했다”며 “흰색 계열의 화이트 BIPV 모듈을 개발 완료하였으며, 발전 성능뿐 아니라 장기 신뢰성 평가 또한 우수한 성능을 검증하였다. 현재 당사 사옥에 화이트 BIPV 모듈을 설치해 설비를 운영 중”이라고 말했다.
그는 이어 “건물은 사용 연한이 최소 20년에서 40년 정도로 BIPV의 장수명을 위한 모듈 및 컬러의 고내구성 기술을 지속적으로 개발해 적용하고 있다”고 덧붙였다.
에스지에너지는 지난 2019년 설립 후 2023년까지 5년 연속 국내 건물 일체형 태양광 모듈 판매량 1위를 유지하고 있는 BIPV 모듈 전문 제조 기업이다. 연간 100여 개의 프로젝트를 진행하고 있으며, 이를 통해 국내 BIPV 모듈 시장의 약 50~60%를 점유하고 있다.
다양한 건축물 환경에 대한 최적의 태양광 솔루션을 제공하며, 2020년에 출시한 무반사 컬러 BIPV 모듈 제품으로 현재까지 30여 개 프로젝트에 설치용량 약 1MW를 시공함으로써 건물에 전력을 생산·공급 중이다.
현재까지 총 580여 개의 프로젝트를 수행해 약 15MW의 BIPV 모듈을 생산, 납품했으며, 이 가운데 대표적인 일반 BIPV 설치 현장은 가산에이스포휴(442kW), 고척아이파크(170kW), 광양시보건소(95kW), 대륭업무시설(450kW) 등의 실적을 보유하고 있다. 또한, 컬러 BIPV 설치 현장으로는 서울시청(103kW), 한국에너지기술연구원(50kW), 서울에너지공사(18kW), 서초동 업무시설(220kW) 등 45여 개로 약 1.5MW의 컬러 BIPV 실적을 확보했다.
이를 바탕으로 에스지에너지는 올해 1월부터 고객에게 더욱 적극적인 모듈 공급 역량을 확보하기 위해 설비를 증설하고, 약 300MW 규모의 BIPV 제조 설비를 운영 중이다.
손 연구소장은 “에스지에너지는 지난 2019년부터 일반 BIPV 모듈과 컬러 BIPV 모듈을 시장에 지속적으로 공급하면서 고객에게 제품의 안정성과 품질을 인정받은 국내 최고의 BIPV 전문기업이 됐다”며 “앞으로는 BIPV 모듈뿐만 아니라 BIPV 시스템 전문기업이 되기 위해 MAS 등록 및 금속창호면허를 취득했으며, 최적의 BIPV 솔루션을 제공하기 위한 기술 컨설팅도 진행하고 있다. 국내 BIPV 시장 활성화·보급을 위한 솔루션을 제공할 수 있는 기업으로 성장을 도모할 것이며, 앞으로도 많은 성원 부탁드린다”고 전했다.
