[ENTECH 후기] BIPV에 심미성을 더하다, 썬웨이

BIPV에 심미성을 더하다, 썬웨이

대학생신재생에너지기자단 24기 도영현

 

[도심 속 에너지 생산 시스템, BIPV]

[자료 1. BIPV가 적용된 서울 월계중학교 전경]

출처 : 연합뉴스

각광 받는 신재생 에너지를 이야기하자면, 태양광 발전이 빠질 수 없다. 그러나 태양광 발전은 환경 친화적인 에너지 생산을 목표로 하는 과정에서 도리어 산림 파괴가 이뤄지는 등 분명한 모순점이 존재한다. 이러한 문제 인식은 건물일체형 태양광 발전 시스템, BIPV(Building Integrated Photovoltaic)에 대한 연구 수요 증가로 이어졌다.  

BIPV는 건물에서 태양광 패널이 건축 자재 기능과 전력 생산을 동시에 수행하는 발전 시스템이다. 건물일체형 태양광은 건물 외벽, 창호, 지붕, 발코니 등 건물의 구성 요소로 적용되므로 별도의 설치 공간이 필요하지 않다는 장점이 있다. 오늘날, 세계 각국의 도시화율이 증가함에 따라 건물 밀집 지역과 도심이 발달하고 있다. 그러한 상황에서 BIPV의 존재는 효율적인 에너지 공급의 핵심 돌파구다. 

BIPV의 등장이 모든 분야에서 환영을 받기만 한 것은 아니다. 기존 BIPV는 어두운 색으로 한정되어 다채로운 건물 디자인이 불가능하다는 단점이 있었다. 이를 극복하기 위해 등장한 것이 바로 컬러 BIPV이다. 다양한 색의 태양전지를 개발함으로써 건물의 심미성 증진이 가능해지는 것이다. 이에 따라 컬러 박막 태양 전지, 연료 감응 태양 전지 등 각종 기업과 연구소에서 컬러 BIPV 연구가 이뤄지고 있다.

 

[썬웨이의 ZEAM&BIM 솔루션]

이러한 컬러 BIPV를 연구하는 기업 중 '썬웨이'가 있다. 'ZEAM(Zero Energy Art Module)'은 색을 디자인하고 빛으로 미래를 보여주는 썬웨이만의 차별화 BIPV 브랜드이다. 태양광 EPC를 주력으로 하는 회사인 만큼, 사업 검토, 설계, 준공 이후까지 전문적인 해결책을 제시한다. 

[자료 2. 썬웨이의 디자인 컬러 BIPV 라인업]

출처 : 썬웨이주식회사

썬웨이는 회색, 테라코타, 갈색, 청록색, 청색 등 다양한 컬러 BIPV 라인업을 갖추고 있다. 컬러 BIPV는 컬러유리, 태양전지, 봉지재(EVA), 강화유리 또는 백시트로 구성된다. 썬웨이의 특징 중 하나는 자체 태양광용 컬러유리 제조 기술을 확보하고 있다는 것이다. 따라서 BIPV 컬러유리는 스크린 프린팅 공법을 이용한 고내구성 무기안료로 제작된다. 또한, 박막 패터닝을 통해 광투과율을 향상하고 컬러 BIPV의 단점인 출력 저하를 최소화하고 있다. 

작년 ENTECH에서 선보인 제품과 비교했을 때, 효율이나 색보다는 패턴 다양화 분야에 진척이 있다. 시공까지 진행해야 하기에 패널 설치 계획에 관해서도 구상 중이며, 시각적인 부분의 다양화를 위한 연구가 이루어지고 있다. 

[자료 3. ZEAM&BIM 솔루션 적용 BIPV 건물 모형]

출처 : ⓒ24기 도영현

주목할만한 점은 3차원 BIM(Building Information Modeling) 설계를 통한 BIPV 설계가 이루어진다는 것이다. 3차원 모델링을 기반으로 설계하여 건물의 생애주기 전체에 대한 정보를 포함한다는 것이 기존 CAD를 이용하는 방식과 차이가 있다. ZEAM & BIM 솔루션은 음영 분석, 어레이 설계, 발전량 예측, 경제성 분석의 총 4 단계로 구성된다. 우선적으로, 대상지의 주변 지형 및 건물 음영 분석을 통해 설치 가능 여부를 산출한다. 그 후 설치 가능 영역에 대한 모듈의 어레이 설계가 이뤄지며, STC와 실증 데이터 기반 발전량 예측이 진행된다. BIM 라이브러리를 이용한 체계적 BIPV O&M 관리를 통해 경제성 분석도 제공하고 있다.

 

[세계로 뻗어나가는 썬웨이]

썬웨이의 다음 목표는 BIPV 수주 증가 및 해외 진출이다. 세계 각국 중에서도 동남아의 태양광 발전 사업에 주력할 계획이다. 2021년 11월부터 KIAT에서 소관 하는 '말레이시아 냉방 수요 대응을 위한 스마트 윈도우 적용'과 '건물 태양광 실증 및 현지화 사업'을 맡았으며, 지난 2022년 4월에는 IPET에서 소관 하는 '무음영 영농형 태양광 발전 설비 개발 및 베트남 현지 실증을 통한 해외 수출 모델 개발' 등 국책 과제를 맡아 진행하고 있다. 필리핀, 인도네시아 등 이를 동남아 전반으로 확대하는 것이 썬웨이 연구자들의 관심 분야이다. 이를 위해 썬웨이는 EPC와 모듈 개발을 꾸준히 병행하고 있다.

 

[BIPV와 함께하는 미래 에너지]

유엔 해비타트(UN-Habitat)는 2020년, 현재 전 인류의 56.2% 수준인 도시 거주 인구는 점진적으로 증가하여 2050년에는 66%에 달할 것이라고 발표했다. 이는 전 인류의 3분의 2에 달하는 비율이다. 기후 재앙 마지노선 1.5℃ 기준점이 점차 다가오는 상황에서, 도시화율 증가를 고려한 신재생 에너지 연구는 필수적이다. 그렇기에 도심 속 에너지 생산이 가능한 BIPV에 주목할 필요가 있다. 컬러 BIPV 분야의 꾸준한 연구로 효율적인 도심 속 에너지 생산이 상용화되길 바라본다.

 

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BIPV에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "[디자인과 태양광] BIPV도 다채롭게, 컬러 태양전지 건축재", 15기 김민서, 20기 서범석,
https://renewableenergyfollowers.org/3564

[디자인과 태양광] BIPV도 다채롭게, 컬러 태양전지 건축재

2. "유리야, 태양전지야? 투명 태양전지의 등장", 19기 정지영, 20기 서범석,
https://renewableenergyfollowers.org/3649

유리야, 태양전지야? 투명 태양전지의 등장

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참고문헌

[썬웨이의 ZEAM&BIM 솔루션]

1) SUNWAY, "BIPV story", http://sunwaykr.org/theme/basic/sub/page_5.php

[컬러 BIPV와 함께하는 미래 에너지]

1) 유네스코 뉴스, "우리가  살고 싶은 도시", 2021.02.01, https://www.unesco.or.kr/data/unesco_news/view/776/1224/page/0