건물 통합형 PV는 경쟁력이 부족한 PV 제품들이 시장에 진출하려는 분야로 묘사되어 왔습니다. 하지만 PVcomB의 기술 관리자 겸 부국장인 비욘 라우는 이것이 공정하지 않을 수 있다고 말합니다.
베를린의 헬름홀츠 센터는 BIPV 배포의 누락된 연결 고리는 건축 커뮤니티, 건설 산업 및 PV 제조업체의 교차점에 있다고 믿습니다.
PV 매거진에서
지난 10년간 PV(태양광)의 급속한 성장은 연간 약 100GWp 규모의 세계 태양광 시장으로 확대되었으며, 이는 매년 약 3억 5천만~4억 개의 태양광 모듈이 생산 및 판매된다는 것을 의미합니다. 그러나 건물에 태양광 모듈을 통합하는 것은 여전히 틈새 시장입니다. EU Horizon 2020 연구 프로젝트 PVSITES의 최근 보고서에 따르면, 2016년 건물 외벽에 통합된 태양광 발전 용량은 전체의 약 2%에 불과했습니다. 에너지 소비량의 70% 이상이 도시에 집중되어 있다는 점을 고려하면 이러한 미미한 수치는 더욱 놀랍습니다. 전 세계적으로 생성되는 이산화탄소는 모두 도시에서 소비되며, 전체 온실가스 배출량의 약 40~50%는 도시 지역에서 발생합니다.
이러한 온실가스 문제를 해결하고 현장 전력 생산을 장려하기 위해 유럽 의회와 이사회는 2010년 "제로 에너지 건물(NZEB)"이라는 이름으로 건물의 에너지 성능에 관한 지침 2010/31/EU를 도입했습니다. 이 지침은 2021년 이후 건설되는 모든 신축 건물에 적용됩니다. 공공기관이 입주할 신축 건물의 경우, 올해 초부터 시행되었습니다.
NZEB 인증을 받기 위한 구체적인 조치는 없습니다. 건물 소유주는 단열, 열 회수, 절전 등 에너지 효율 측면을 고려할 수 있습니다. 그러나 건물의 전반적인 에너지 균형을 규제 목표로 삼고 있으므로, NZEB 기준을 충족하려면 건물 내부 또는 주변에서 적극적으로 전기 에너지를 생산하는 것이 필수적입니다.
잠재력과 과제
PV 설치가 미래 건물 설계 또는 기존 건물 인프라 개보수에 중요한 역할을 할 것이라는 점에는 의심의 여지가 없습니다. NZEB 표준은 이러한 목표 달성의 원동력이 될 것이지만, 그 자체만으로는 충분하지 않습니다. 건물 일체형 태양광 발전(BIPV)은 기존 공간이나 표면을 활성화하여 전기를 생산할 수 있습니다. 따라서 도시 지역에 PV를 더 많이 도입하는 데 추가 공간이 필요하지 않습니다. 일체형 PV를 통해 생산되는 청정 전기의 잠재력은 엄청납니다. 베크렐 연구소가 2016년에 발표한 바에 따르면, 독일의 BIPV 발전 비중은 전체 전력 수요의 30%를 넘으며, 이탈리아와 같은 남부 국가의 경우 약 40%에 달할 수 있습니다.
그런데 BIPV 솔루션이 태양광 사업에서 여전히 미미한 역할을 하는 이유는 무엇일까요? 왜 지금까지 건설 프로젝트에서는 거의 고려되지 않았을까요?
이러한 질문에 답하기 위해 독일 헬름홀츠-젠트룸 연구 센터(HZB)는 작년에 워크숍을 개최하고 BIPV 분야 이해관계자들과 소통하며 수요 분석을 실시했습니다. 그 결과, 기술 자체의 부족은 없다는 것이 밝혀졌습니다.
HZB 워크숍에서 신축 또는 리노베이션 프로젝트를 진행하는 많은 건설 업계 관계자들은 BIPV의 잠재력과 지원 기술에 대한 지식 격차가 있음을 인정했습니다. 대부분의 건축가, 기획자, 그리고 건물 소유주는 PV 기술을 프로젝트에 통합할 충분한 정보를 갖추고 있지 않습니다. 결과적으로 BIPV에 대한 많은 의구심이 있는데, 매력적인 디자인, 높은 비용, 그리고 감당하기 힘든 복잡성 등이 그 예입니다. 이러한 오해를 해소하기 위해서는 건축가와 건물 소유주의 요구를 최우선으로 고려해야 하며, 이해관계자들이 BIPV에 대해 어떻게 생각하는지 이해하는 것이 무엇보다 중요합니다.
사고방식의 변화
BIPV는 다재다능함이나 미적 측면을 고려하지 않는 기존 옥상형 태양광 시스템과 여러 면에서 다릅니다. 건축 자재에 통합되도록 제품을 개발하는 경우, 제조업체는 재고해야 합니다. 건축가, 시공사, 그리고 건물 거주자는 처음에는 건물 외벽에 기존의 기능성을 기대합니다. 그들의 관점에서 발전은 추가적인 특성입니다. 이 외에도 다기능 BIPV 요소 개발자는 다음과 같은 측면을 고려해야 했습니다.
- 다양한 크기, 모양, 색상, 투명도를 갖춘 태양열 건축 요소에 대한 비용 효율적인 맞춤형 솔루션을 개발합니다.
- 기존 계획 도구(예: 건물 정보 모델링(BIM))에 적합한 표준 및 매력적인 가격 개발.
- 건축 자재와 에너지 생성 요소를 결합하여 새로운 외벽 요소에 태양광 요소를 통합합니다.
- 일시적(지역적) 그림자에 대한 높은 회복력.
- 장기 안정성 및 장기 안정성, 출력 저하, 외관(예: 색상 안정성) 저하 등이 있습니다.
- 현장 특정 조건에 맞게 모니터링 및 유지 관리 개념을 개발합니다(설치 높이 고려, 결함이 있는 모듈이나 외관 요소 교체).
- 안전(화재 방지 포함), 건축법규, 에너지법규 등과 같은 법적 요구 사항 준수
게시 시간: 2022년 12월 9일