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[특집] BIPV의 종결자 ‘크로매틱스 모듈’
발전효율 14.8%로 기존 제품보다 높은 전기생산
KR솔라가 공급...210가지 색상으로 건물 심미성 향상
[393호] 2016년 01월 01일 (금) 08:00:04 최덕환 기자 hwan0324@e2news.com

   
▲ 크로매틱스 모듈이 설치된 스위스테크 컨벤션센터

[이투뉴스] BIPV(Building Integrated PhotoVotaic System), 즉 건물 일체형 태양광발전시스템은 건물 외벽이나 발코니 등 건물의 외관에 태양광 모듈을 설치해 전력을 생산하는 건축물 시스템을 의미한다.

한국에너지공단 신재생에너지센터의 자료에 따르면 BIPV는 통상 일반 태양광 모듈 형태로 건물 미관을 고려치 않고 설치하는 PVIB(Photovoltaic in Building)와 달리 건축물 외장자재로서 전기생산과 건축의 심미성을 높이는 디자인 요소를 모두 갖추고 있어야 한다.

일반 태양광 발전시스템과 달리 별도 설치 공간을 위한 부지가 필요 없고, 단순히 전력생산을 위한 발전뿐 아니라 건물 외부를 아름답게 꾸미기 위한 건축자재로서 활용할 수 있어 경제성을 높일 수 있다는 장점이 있다. 건축자재 비용을 절감하고, 심미적 효과로 건물의 부가가치를 상승시키며, 조망권 확보까지 더해 일반적으로 건축적 응용측면에서 최근 시장잠재력이 우수하다는 평가를 받고 있다.

단순 외벽에 설치할 뿐만 아니라 창호, 스팬드럴, 커튼윌, 파사드, 차양시설, 아트리움, 슁글, 지붕재, 캐노피, 단열시스템 등 건물 곳곳에서 활용할 수 있다. 또 기존에는 주택과 일반건물 위주로 시공됐으나 최근 대형 창고, 공장 지붕, 주차장 지붕, 대형 철도역사나 공항, 초고층 빌딩, 고속도로 방음벽 등 다양한 분야에 BIPV를 적용할 수 있어 포화된 태양광 발전시장에 새로운 먹거리로 부상할만한  아이템이라는 분석이 함께한다.

주요 기업은 독일 슈코사와 슈텐 솔라, 미국의 퍼스트 솔라, 일본의 사프가 있고, 국내는 에스에너지, 이건창호 등이 관련 제품을 출시하고 있다. 또 최근 국내 중소업체도 다양한 색깔과 모양으로 심미적 요소를 강조한 제품을 선보이는 등 발 빠른 행보를 보이고 있다.

최초 보급은 1970년대 미국에서 이뤄졌다. 초기에는 발전소나 송전설비와 먼 지역에서 전기생산을 위해 건물 외벽에 알루미늄 구조물을 시공하고 모듈을 탑재하는 방식으로 설치됐다. 1990년대부터 건물외부와 일체화된 제품이 개발돼 상용화가 시작했다.
   
▲ 스위스 연방공과대학 EPFL 캠퍼스에 있는 ELL빌딩

유럽에서는 2011년 프랑스, 이탈리아가 BIPV을 위한 발전차액지원제도(FIT)를 본격 시행했다. 이후 공급과잉으로 유럽시장은 378.9MW규모에 성장이 멈췄다.

하지만 최근 파리기후회의로 건물에서 사용하는 에너지를 거의 ‘제로(0)’수준으로 낮추는 등 관련 규제가 강화되면서 다시 BIPV보급을 위한 인센티브 정책이 확대되는 분위기다. 한국과학기술연구원의 자료에 따르면 2020년에는 세계 BIPV시장이 8459.9MW까지 확대될 것으로 전망했다.

국내는 2005년 발코니 확장 법안이 통과돼 발코니를 없애고 실내를 확장하면서 BIPV를 설치할 수 있는 근거가 마련됐다. 무엇보다 우리나라는 향후 공공기관 신재생에너지 설치의무화제도 확대로 관련 국내시장의 성장이 기대된다. 이 제도로 작년 15%에서 올해 18%, 2020년에는 20%까지 공공기관에 설치하는 신재생에너지설비 비중이 늘어나기 때문이다.

하지만 건물 설계 때 기존의 파란색과 검은색 일색인 투박한 태양광 모듈이 외관상 보기 좋지 않아 건축계에서 BIPV 적용을 회피하는 경향이 짙었다.

과거 대만을 중심으로 12가지 색상을  가진 BIPV가 생산되기는 했으나 건축계에서는 흡족할만한 수준은 아니었다. 또 실내 온도 상승으로 별도의 건물설계가 필요하고, 수직으로 설치되는 만큼 발전량이 일부 감소하는 현상을 피하기 어렵다는 단점이 있어 국내 시장에서 외면 아닌 외면을 받아왔다.

◆‘디자인’과 ‘효율’, 두마리 토끼 잡은 ‘크로매틱스 모듈’

작년 10월 열린 한국건축산업대전에 눈에 띄는 BIPV제품이 출시돼 관람객들의 이목을 끌었다.아름다운 색상과 모양뿐 아니라 건물 외벽에 설치해도 14.8% 수준에 달하는 발전효율을 가진 제품이었기 때문이다. 이 제품은 스위스 인소홀딩(SwissINSO)과 스위스 취리히연방공과대학(CSEM)이 함께 개발한 태양광 컬러모듈 크로매틱스(kromatix)모듈이다. 국내 독점공급사는 지난 9월 법인을 설립한 KR솔라다. 

이 제품은 태양전지 내부가 보이지 않아 건물 외관 디자인의 품격을 떨어트리지 않는 만큼 건물 외장재로서 역할을 충분히 할 수 있다. 오히려 210가지의 다양한 색상을 구비한 만큼 건물의 아름다움을 부각시킬 수 있다.  또 제품 설치기간이 오래되거나 장시간 태양에 노출돼도 색상이 그대로 유지되고, 빛이 통과하는 평균 투과율도 85%이상에 달하는 등 고도의 기술력이 포집돼있다.

   
▲ 스위스 바젤에 있는 석탄사일로 건물
소비자의 입맛에 맞게 최대 가로 3m21cm, 세로 6m, 두께는 3~12mm까지 통유리 등 원하는 사이즈나 두께로 가공이 가능하다. 또 단결정 및 다결정 모듈, 글라스 및 컬러모듈, 틀이 없는 모듈 등으로 다양한 제작이 가능하다.

시공도 기존 BIPV모듈과 동일하고, 무광택 처리로 눈부심 등이 없어 공항처럼 제한된 구역에도 설치할 수 있어 범용성이 높다. 일반유리처럼 사용할 수 있는만큼 기존 BIPV제품과 차별화된 건축물 설계가 가능하다는 게 KR솔라 관계자의 분석이다.

무엇보다 최대의 강점은 크로매틱스 모듈의 효율이 14.8%이상에 달해 기존 한자리수에 그친 BIPV모듈과 비교할 수 없을 정도로 효율이 매우 높다는 점. 출력은 230~260W가량으로 평균적으로 건물이 필요로 하는 에너지의 20~60%까지 충당할 수 있다는 설명이다.

KR솔라 측은 일조권이 잘 보장돼있고 옥상이나 외부면적이 넓은 건물이나 시설물은 크로매틱스 모듈이 생산한 에너지만으로 모든 소비 전력을 충당할 수 있다고 자신했다.

실제 지난 6월 스위스인소홀딩과 두바이 인베스트먼츠의 합작사인 에이리피 인솔레어가 스위스 로잔의 한 주택에 크로매틱스 모듈을 시공한 결과 4인 가족 2세대가 충분히 사용할 수 있는 전력을 생산한 사례가 있다.
   
▲ 오스트리아의 한 온수공급소

해당 제품은 스위스, 독일, 오스트리아 등 유럽시장에서 판매망을 넓혀가고 있다. 크로매틱스 모듈 시공 전문사인 에이리피 인솔레어는 오스트리아에서 건물에 해당 모듈을 설치하는 프로젝트를 완료했다. 또 최근 아랍에미리트, 카타르, 사우디아라비아, 쿠웨이트, 이집트, 바레인, 레반논 등 중동권을 중심으로 아시아, 미국, 브라질에서도 문의 접수를 받고 있다고 밝혔다.

KR솔라는 현재 한국과 동남아시아에서 크로매틱스 모듈에 대한 독점판매권을 보유하고 있다. 우선 주요 관계사인 선강엔지니어링의 나주공장에 30kW급 크로매틱스 테스트베드를 구축할 계획이다.

이미 제품에 많은 관심을 보이고 있는 국내 건물주와 계약해 30kW에서 60kW규모의 모듈설치 프로젝트를 진행 중이다. 현재는 판로 확대와 제품 홍보활동만을 펼치고 있으나 올해 상반기부터 본격적으로 영업을 시작한다는 계획이다. 

KR솔라 관계자는 “공공기관 신재생에너지 설치의무화 비율을 맞추기 위해 옥상이나 녹지를 활용해 태양광설비를 설치하고 있지만, 비율을 맞추지 못하는 경우가 많다”며 “건물 외관에 크로매틱스 모듈과 같은 BIPV를 시공할 경우, 옥상이나 녹지는 시민들이나 임직원의 휴식공간으로 활용할 수 있다”고 말했다. 

또 “건물의 품격을 높이고 심미적인 디자인을 가진 우수한 BIPV모듈을 찾기 위해 전 세계 전시회를 찾아다녔다. 다양한 색상에 일반 유리처럼 쓸 수 있는 제품을 찾아다닌 결과, 두바이전시회에서 크로매틱스 모듈을 찾을 수 있었다”며 “건물설계사들이 모두 만족할 수 있는 디자인과 심미성을 갖춘 제품으로서 기존 BIPV시장과 차별화를 이룬 제품으로 인식했으면 좋겠다”고 강조했다.

최덕환 기자 hwan0324@e2news.com 

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