창호기술 : 제로에너지건축시대, 건물일체형태양광시스템(BIPV)시장이 뜨겁다!

본격적인 제로에너지건축 시장 도입에 따라 신재생에너지 업계는 물론 커튼월 및 건축외장재 업계로부터 높은 관심을 받고 있는 건물일체형태양광시스템(BIPV, Building Integrated Photovoltaic System)시장이 그동안의 기술 고도화로 최근 성능과 디자인, 내구성을 만족하는 신제품 출시가 활기를 띄며 뜨겁게 달아오르고 있다.

올해부터 공동주택 제로에너지빌딩 인증 의무화가 적용됨에 따라 관련 업계에서는 BIPV의 보급도 폭발적으로 증가해 오는 2028년까지 연평균 21.6% 성장할 것으로 예상하고 있다.

이에 따라 BIPV 업계는 제로에너지건축 시장 확대에 맞춰 보다 많은 건물에 BIPV 설치가 더 쉽게 적용될 수 있도록 창호 및 커튼월 업계에 커스터마이징 서비스를 제공하며 건축외장재 시공현장에 설치가 용이한 BIPV를 공급하기 위해 노력하고 있는 상황이다.

시장 활성화에 맞춰 최근 성능과 디자인, 내구성을 확보한 BIPV 신제품들도 다양하게 선보이고 있다. 최근 국내 BIPV 시장에서 관심 받는 기업은 실리콘계 태양전지로는 국내 최초로 폴리올레핀(POE) 봉지재를 적용한 BIPV 양산으로 기술력을 입증한 ㈜엡스코어이다. ㈜엡스코어에서 공개한 자료에 따르면 대부분의 BIPV에 적용되는 EVA 봉지재는 수분 침투, 박리, 부식 등 한계를 갖고 있다.

반면, POE 봉지재는 수분침투로 인한 박리, 부식 등을 차단하고 축소시켜주며 아세트산이 발생하지 않아 황변이나 PID 현상도 개선시켜 준다. 유리접착력 또한 EVA 대비 1.6배 우수한 것으로 알려졌다. 이처럼 POE 물성은 EVA보다 우수하지만 기포 발생률이 높고 생산성이 떨어지는 단점도 있다. ㈜엡스코어는 지난 3년간의 공정 개발을 통해 제로버블을 실현했으며 생산성 역시 획기적으로 개선해 99% 이상의 수율을 확보하면서 제품 신뢰성과 가격 경쟁력 모두를 확보했다.

국내 및 해외시장에 차별화된 컬러 BIPV를 공급하는 ㈜옥토끼이미징도 국내는 물론 해외 BIPV 시장에서 꾸준히 영향력을 높여가고 있다. ㈜옥토끼이미징의 ‘솔라리안’은 빛에 의한 반사를 없앴으며 비나 눈으로 패널 표면이 씻겨져 나갈 수 있도록 유리 표면을 하이드로포빅 기능과 하이드로필릭 기능을 가진 초소수성 구조를 유리표면에 적용시켜 오염물질에 대한 셀프크리닝 기능을 향상시켰다. 솔라리안은 색상별 평균 17%, 그래이 색상은 18.7%라는 최고 수준의 발전효율을 갖고 있으며 2021년에는 국내 최초로 BIPV컬러태양광패널 제조 기술로 신기술(NET)인증을 획득하기도 했다.

아반시스코리아(주)는 박막형 태양전지 패널이 적용된 ‘스칼라’로 BIPV시장에 참여하고 있다. 스칼라는 박막형의 특징을 살려 모든 형태의 건축물에 적용 가능하며 디자인도 뛰어난 것이 특징이다. 부드러운 표면처리와 다양한 색상 구현이 가능하고 프레임이 노출되지 않는다. 또 독일건축인증을 취득해 품질과 안전성을 모두 갖췄으며 열악한 빛의 입사 조건에서도 높은 발전 성능을 확보하고 있다.

㈜에스지에너지는 최근 Glass 코팅 기법으로 구현한 화이트 BIPV 모듈 및 블랙 패턴 BIPV 모듈을 선보이면서 관심 받고 있다. 화이트 BIPV 모듈은 유무광 상태 구현이 용이해 외벽 및 커튼월 등 건축외장재 대체가 가능하다. 블랙 패턴 BIPV 모듈은 표면 반사를 막는 기법으로 설계됐으며 빛공해 제어가 가능하고 Glass 표면 패턴 처리 방식으로 모듈의 단조로움을 없앴다.

㈜칼선은 고층 건물 전용의 BIPV 태양광 모듈 ‘솔라스판’ 및 ‘제로 프레임’을 공급한다. 솔라스판은 건축외장재 기능에 충실한 제품으로 방한성과 내진성능을 갖추고 있으며 시공과 운반이 용이하다. 특허로 등록된 ‘제로 프레임’은 심미성과 모듈 하단의 오염 발생을 방지하기 위해 프레임의 노출을 최소화하는 프레임으로 보통 40mm 정도 타제품과 달리 전혀 노출되지 않는 것이 특징이다.

썬플뢰르에너지솔루션은 IoT기능을 탑재해 자가 진단모드, 발전량 예측 기능 및 BEMS와도 연동되는 태양광 자동개폐식 루버 시스템으로 BIPV시장에 참여하고 있다. 태양의 고도각을 자동 추적해 발전량을 높여 건물 내부의 냉난방 사용 데이터 및 내부 온도 데이터를 실시간 수집, 이와 연동된 BIPV의 차양효과에 따른 냉난방 에너지절감율을 계산한다. 이를 통해 차양각도와 발전량을 자동 조정, 최적의 에너지 효율을 컨트롤하는 기능을 보유했다.

메카로에너지는 출력 70Wp, 50% 이상의 광투과율의 투명한 태양전지 모듈 VIEWLIGHT를 선보이고 있다. 이 제품은 창문 및 커튼월에 적용될 경우 우수한 시인성을 제공하며 방음벽과 방음터널, 펜스, 안전난간 등에도 적용이 가능하다.

에스케이솔라에너지는 BIPV 관련 설계·시공 등을 통합 고려한 구조적 경쟁력 보여줬다. Glass to Backsheet 타입은 건물 외벽 또는 스팬드럴 구간에 적용이 가능하며 Glass to Glass 타입은 건축물의 천창이나 벽면 커튼월에 특화됐다. 건축물 내부로 햇빛이 투과되도록 설계된 점이 특징으로 자연광 조명이 필요한 곳에 활용된다.

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