제로에너지건축물(이하, ZEB) 인증제가 내년부터 민간분야 공동주택까지 확대 시행되면서 민간부문도 ZEB 5등급 수준을 확보해야 한다. 이에 따라, 건설사 및 설계사무소에서는 ZEB 인증제에서 요구하는 신재생에너지 의무비율 달성을 위해 건물일체형태양광시스템(Building Integrated Photovoltaic System. 이하, BIPV)에 대한 관심이 높아지는 추세이다.
국내 창호 및 커튼월 주요 기업들도 BIPV 모듈 기업들과의 협업을 통해 BIPV를 건물 외장 복합패널과 스팬드럴 부분 적용은 물론, 태양광루버를 비롯 다양한 BIPV 제품들을 선보이며 BIPV 시장에서의 경쟁력을 높이고 있다.
ZEB 인증제 신재생에너지 의무비율 BIPV로 대응
정부는 건물부문 탄소배출 저감을 위해 지난 2020년부터 ‘녹색건축물 조성 지원법’을 통해 연면적 1000㎡ 이상인 모든 공공 건축물에 ZEB 인증제를 의무화했으며 2023년부터 30세대 이상 공공 공동주택에 대해 5등급 의무화 시행에 이어 내년부터는 연면적 500㎡ 이상 민간분야 공동주택까지 확대 적용하면서 민간부문도 제로에너지 건축물 5등급 수준을 확보해야 한다.
ZEB 인증제는 건물에서 소비하는 에너지양 대비 태양광, 지열, 연료전지 등 신재생에너지의 비율을 말하는 에너지 자립률에 따라 최저 5등급에서 최고 1등급까지 총 5단계로 구분하는데, ZEB 5등급 달성을 위해서는 에너지 자립률이 20% 이상, 4등급은 40% 이상이 되어야 한다. ZEB 인증제 민간분야 공동주택 확대 적용은 최근 건설경기 불황 시기에 공사비와 분양가 상승 등을 야기시키는 요인으로 작용한다는 지적도 있지만 정부는 이러한 부담을 지원하고자 용적률 높이 건축기준 완화, 세재혜택과 금융지원, 재생에너지 설치보조금 지원, 에너지 절약시설 설치 지원 등 인센티브 정책을 마련해 업계 부담을 완화시켜 주고 있고 특히 건물태양광 보조금 중 BIPV에 대한 지원 비중을 확대하고 설치 유형별로 차등 지원한다는 계획이다.
이에 따라, 건설사 및 설계사무소 등에서는 현재까지 ZEB 인증제에서 요구하는 신재생에너지 의무비율을 가장 쉽게 대응할 수 있는 건물일체형태양광시스템(Building Integrated Photovoltaic System. 이하, BIPV)에 대한 관심이 높아지는 추세이다.
실제로 지난 9월 경기도시주택공사(GH가) 마련한 ZEB 가이드라인을 살펴보면 인증 등급별로 적용 가능한 최적의 기술로 단열 창호 기밀성능 등 패시브 요소, 열원설비 조명밀도 등 액티브 요소, 태양광 지열 연료전지 등 신재생에너지 요소를 제시했다.
특히 ZEB 인증평가시 에너지 민감도가 높은 창호와 외벽, 지붕, 바닥 등의 단열성능의 기술요소를 중요한 것으로 평가하면서 ZEB 4, 5등급 확보를 위한 가장 효율적인 가이드라인 방안으로 창호, 현관문의 단열성능 및 조명밀도 기준을 강화해 건축물의 에너지 사용량을 최소화하고, 신재생에너지로 태양광발전시스템을 설치하는 것을 제안했다.
BIPV모듈 기업, 창호 및 커튼월 기업들과 협업 강화
이처럼 ZEB 인증제 확대 시행을 앞두고 건설사 및 설계사무소에서 BIPV에 대한 관심이 높아지면서 최근 국내 창호 및 커튼월 기업들도 BIPV모듈 기업들과 협업하는 사례가 증가하는 양상을 보이고 있다.
현재 BIPV모듈 생산 기업들은 ZEB 시장 확대에 맞춰 창호 및 커튼월 기업들에게 맞춤형 서비스를 제공하며 건축외장재로 BIPV 적용을 확대하기 위해 노력하고 있다. 특히 BIPV가 건축외장재로 적용되기 위해서는 KS인증이 큰 경쟁력으로 작용하는 상황에 창호업계에서는 BIPV 관련 KS인증인 KSC 8577(건물일체형태양광모듈(BIPV)-성능평가 요구사항)인증을 획득한 기업들 위주로 협업하는 모습이 나타나고 있다.
KSC 8577은 BIPV 성능평가를 위해 BIPV 모듈의 성능과 접합유리로서의 성능과 필수적인 안전성능을 종합적으로 평가할 수 있도록 구성되어 지난 2016년 제정되었으며 이후, 창호 및 커튼월, 지붕에 국한된 설치 위치 및 유리에 기반한 모듈 소재 제한으로 인해 다양한 제품 적용에 어려움이 있다는 산업계 의견을 수렴해 지난 2022년 11월 BIPV의 다양한 제품 특성을 수용할 수 있도록 적용 범위를 확대해 KS기준을 개정했었다.
2024년 10월 기준으로 BIPV 관련, KSC 8577 인증을 획득한 사업장은 ㈜옥토끼이미징, ㈜엡스코어, 아반시스코리아(주), 에스지에너지, ㈜신성이엔지, ㈜에스에너지, ㈜칼선 등 총 18곳이다. 이중 컬러 BIPV 기술력을 확보하고 있는 ㈜옥토끼이미징은 커튼월 컬러태양광모듈, 천창형 컬러태양광모듈을 비롯 외벽용 컬러태양광모듈, 방음벽용 컬러태양광모듈, 소형 컬러모듈 등 다양한 건축외장재로 적용되는 다양한 컬러 BIPV 모듈을 공급하고 있다.
㈜엡스코어는 국내 최초로 폴리올레핀(POE) 봉지재를 적용한 GtoG 타입의 BIPV를 공급한다.
㈜엡스코어 측에 의하면 POE 봉지재는 EVA 봉지재 대비해 수분침투율과 접착강도, 결정화, 체적저항성 등에서 우수한 성능을 발휘한다고 한다. ㈜엡스코어는 최근 Z-bar 일체형 BIPV를 선보이기도 했다. 이 제품은 KS인증 시험을 통과한 초불연 BIPV로 시공비용 절감효과와 여름철 방열특성으로 효율이 증가하는 특성을 갖고 있으며 기존 제품대비 가격 경쟁력과 경량화 시킨 점이 특징이다.
아반시스코리아(주)는 자외선으로 인한 변색이 없는 다층산화코팅 방식으로 컬러를 구현한 차별화된 기술의 컬러 BIPV SKALA를 공급한다. 특허기술의 이 제품은 독일 건설기술연구원의 건축자재인증인 abZ인증을 획득했으며 실리콘 태양전기가 아닌 CIGS 박막 태양전지가 적용됐다. 별도의 프레임 없이 GtoG 타입으로 유리로만 구성됐으며 유리 투입부터 백레일 부착까지 자동화 시스템에 의해 모듈이 생산된다.
주요 창호기업들, 태양광루버 및 다양한 BIPV 제품 선보여
이처럼 KS인증을 획득한 국내 주요 BIPV 모듈 업체들은 내년 민간분야 공동주택 ZEB 인증제 확대 시행에 맞춰 건축외장재로 BIPV 적용을 확대하기 위해 창호 및 커튼월 기업들에게 맞춤형 서비스를 제공해 온 결과, 최근 국내 주요 창호 및 커튼월 기업들은 건물 외장 복합패널과 스팬드럴 부분 적용은 물론 공동주택 에어컨 실외기실에 설치되는 시스템루버에 BIPV를 적용한 태양광루버를 비롯 다양한 BIPV 제품들을 선보이고 있다.
태양광루버로 최근 관심 받는 기업은 LX하우시스이다. BIPV 모듈이 접목된 태양광루버는 기존 아파트 실외기실에 설치되는 시스템루버에 저비용으로 설치할 수 있는 태양광발전 시스템으로 경제성과 실용성이 우수해 ZEB 인증제 확대 시행에 따라 최근 대형건설사로부터 높은 관심을 받는 제품이다.
LX하우시스는 지난해 시스템루버에 태양광발전을 결합한 솔라시스템루버를 선보이고 건축물 신재생에너지 시장 공략에 적극 나서고 있다. 솔라시스템루버는 신재생에너지 설비로서 냉난방부하 저감을 통한 건축물 에너지효율등급과 전력 생산을 통한 에너지 자립률 향상에 특화된 시스템으로 추가적인 공간이 필요 없이 다른 에너지를 소비하지 않고 전력을 생산하는 BIPV 시스템이다. BIPV 제품들에 요구되는 전기, 구조, 안전 성능 등 KS규격 21가지 항목을 만족하며 마이크로 인버터를 사용한 최대 시스템 전압 70Vdc의 저전압 BIPV 시스템으로 개별 제품 급속 차단기능을 통해 화재 등 사고에도 안전하다. 디자인적으로도 깔끔한 컬러 적용으로 인해 주변 색상과 잘 어울리며 옵션으로 메탈릭 질감 등 프레임에 다양한 색상을 구현해 외부 벽면 컬러와의 조화를 이루는 미려한 외관을 구현하는 커튼월룩을 연출할 수 있다.
자동시스템루버로 아파트 특판시장에서 활발한 활동을 펼치고 있는 시스템루버 전문기업 ㈜나우는 지난 2018년 특허기술을 적용한 태양광루버를 선보인 이후 최근 기존 제품보다 성능과 디자인을 더욱 업그레이드시킨 컬러 BIPV를 적용한 태양광루버 제조 기술을 확보했다. 2018년 선보인 제품은 중간바가 없는 20~25단 루버 타입 기준으로 200~300W 발전 능력을 보였으며 전지효율은 약 25%, 25년 이상의 태양전지 수명을 보이면서 한국건설생활환경시험연구원으로부터 성능을 인정받았었다. 최근 업그레이드된 신제품은 컬러 BIPV 모듈을 적용해 디자인과 효율성을 향상시켰고 제품 사이즈는 주문 제작이 가능하며 자동과 수동 두 타입 모두 공급한다.
㈜거광기업은 지난 2021년 컬러 BIPV 시스템으로 조달청에서 주관하는 혁신시제품으로 지정되면서 BIPV 사업 경쟁력을 높이고 있다. ㈜거광기업의 컬러 BIPV 솔루션 시스템은 디자인뿐만 아니라 개폐각도 조절이 가능하여 벽면에 평행하게 설치되더라도 다양한 개폐각도로 오픈이 가능해 에너지 생산효율을 높일 수 있으며 광범위한 틸팅각도 조절에 의해 시야확보가 가능하다. 건물 외부에서의 모듈 교체작업이 용이하게 이루어 질 수 있으며 더블스킨구조로 단열성능도 우수하다. 지난해에는 중소벤처기업부의 지역특화산업육성 과제인 ‘BIPV 전용 차동 전력 제어 옵티마이저 및 다기능 커튼월 프레임 개발’ 수행의 일환으로 제주첨단과학기술국가산업단지 인근 지역에 컬러BIPV 실증사이트를 구축하기도 했다.
특허기술의 레일조립식 모듈시스템 창호를 선보이는 창호 전문기업 ㈜알파큐는 최근 ZEB 인증제에 효과적으로 대응할 수 있는 일사 조절이 가능한 창호형 BIPV 시스템을 선보였다.
㈜알파큐의 ‘스마트 일사 조절 BIPV 시스템’은 고도 및 방위각 모두 추적으로 건축물 방향에 따른 출력 저하를 최소화해 기존 수직형 BIPV와 비교해 높은 발전 효율을 자랑하며 일사조절장치 기능으로 태양광 추적 블레이드 구동을 통해 태양 위치에 따른 차양 각도 조절과 외부 조망 확보가 가능하다. 창호로서의 기능도 이중 외피 폴딩 윈도우 타입으로 가시성과 통풍이 용이하고 소음 감소 및 단열에도 효과적이다.
㈜글로윈스는 올해 상반기 태양전지 모듈 투과율 50~80% 제품을 제조하는 메카로에너지와 ESG 상생발전을 위한 업무협약을 체결하고 지난 6월 개최된 2024 세계 태양에너지 엑스포에서 BIPV 전용 단열 커튼월인 혁신 신제품을 선보였다.
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