건물 일체형 태양광발전 BIPV 개념과 적용된 건축사례

건물 일체형 태양광발전 BIPV 개념과 적용된 건축사례

오늘은 건축을 하다보면 항상 헷갈리는 부부인데요. 친환경건축으로 볼 수 있지만. 실제로 건축 설계를 하다보면 꼭 알고 있어야할 부분인 태양광 패널에 대한 부분입니다. 최근에 건축물을 보시면 벽 또는 창문에도 신기한 디자인을 해놓은 부분이 보일것 같은데요. 특히 최근에 지어지는 아파트의 경우에는 2020년대 초반에 인허가를 진행했던 공동주택들이 실제로 준공을 앞두고 있는 아파트에서는 태양열을 이용한 태양광 패널의 입면이 많이들 사용되고 있습니다. 그럼 BIPV의 의미와 BIPV의 구분에 대해서 한 번 정리를 해볼까요?

BIPV의 의미가 무엇인지 알고 계신가요?  건물일체형태양광발전인 Building intergrated photovoltaics와 신 재생에너지 공공기관 설치의무화제도에 따른 BIPV의 내용을 조금 살펴보도록 하겠습니다.

 

BIPV의 구분

설치부위에 따른 구분, 유리 접합 방식에 따른 구분, Cell 재질에 따른 구분, 투명도에 따른 구분으로 나눠볼 수 있는데요.

BIPV가 무엇인지 BIPV의 의미에 대해 살펴봐요.

 

BIPV의 의미

건물 일체형 태양광발전 : [Building Intergrated PhotoVoltaics]

• 전력생산 + 건축자재 기능을 갖춘 태양광 발전 시스템
• 건물 부속 설치물이 아닌 건물일체형으로서 일반 태양광과 차별화
• 일반 태양광과 달리 지붕 옥상에 별도 구조물을 설치할 필요가 없어, 도심지역에 적용이 용이하고, 도시미관 개선 효과를 가져다 줍니다.
• 건축자재의 기능 없이 건물에 단순히 패널을 부착하는 BAPV와 차이가 있어요.

[신재생에너지 설비 지원 등에 관한 지침(2023.04.11).

[별표1] 신재생에너지 설비 원별 시공기준 (제7조제1항 관련)내용을 참고.

 

2. 태양광설비 시공기준

가. 설치유형에 대한 정의

1. 지상형 : 지표면에 태양광설비를 설치하는 형태

가) 일반지상형 : 지표면에 고정하여 설치하는 것으로서 산지관리법 및 농지법의 적용을 받지 않는 태양광설비의 유형

나) 산지형 : 산지전용허가(신고) 또는 산지일시사용허가 등 산지관리법에 따른 인,허가 등을 받아 설치하는 태양광설비의 유형

다) 농지형 : 농지전용허가(신고) 또는 농지의 타용도 일시사용허가 등 농지법에 따른 인,허가 등을 받아 설치하는 태양광설비의 유형

 

2. 건물형 : 건축물에 태양광설비를 설치하는 형태

가) 건물설치형 : 건축물 옥상 등에 설치하는 태양광설비의 유형

나) 건물부착형 : BAPV형 : Building Attached PhotoVoltaic : 건축물 경사 지붕 또는 외벽 등에 밀착하여 설치하는 태양광설비의 유형

다) 건물일체형 : BIPV형 : Building Integrated PhotoVoltaic : 태양광모듈을 건축물에 설치하여 건축 부자재의 역할 및 기능과 전력생산을 동시에 할 수 있는 태양광설비로 창호, 스팬드럴, 커튼월, 이중파사드, 외벽, 지붕재 등 건축물을 일부 또는 완전히 둘러싸는 벽, 창, 지붕 형태로 모듈이 제거될 경우 건물 외피의 핵심기능이 상실 또는 훼손 될 수 있어 다른 건축자재로 대체되어야 하는 구조이다.

 

3. 수상형

 

2) 신재생에너지 공공기관 설치의무화제도와 BIPV

설치의무대상

대상기관(건축주)

• 국가 및 지방자치단체
• 공공기관의 운영에 관한 법률 제4조에 따른 공공기관
• 정부가 연간 50억원 이상 출연한 정부출연기관
• 국유재산법 제2조 제6호에 따른 정부출자기업체
• 지방자치단체, 공공기관, 정부출연기관 또는 정부출자기업체가 대통령령으로 정하는 비율 (납입자본금의 50%) 또는 금액 (납입자본금으로 50억원) 이상을 출자한 법인
• 특별법에 따라 설립된 법인

 

대상건축물 용도

문화 및 집회시설, 종교시설, 판매시설, 운수시설, 의료시설, 교육연구시설, 노유자시설, 수련시설, 운동시설, 업무시설, 숙박시설, 위락시설, 교정 및 군사시설 (군방, 군사시설 제외), 방송통신시설, 묘지관련시설, 관광 휴게시설 장례시설

대상건축물 연면적

신축, 증축, 개축 각 건축물의 연면적 1,000㎡ 이상

신재생에너지 설치의무화 제외되는 건축물

주택 / 공동주택 / 제1종 근린생활시설 / 제2종 근린생활시설 / 위험물저장 및 처리시설 / 자동차 관련시설 / 동물 및 식물 관련시설 / 분뇨 및 쓰레기 처리시설 / 발전시설 / 공장 / 창고시설 등.

 

신재생에너지 공급의무비율

 

신재생에너지 공공기관 설치의무화제도와 BIPV 의 개념

신재생에너지 공급의무비율 산정기준 및 방법을 살펴보겠습니다.

(신재생에너지 설비의 지원 등에 관한 규정 [별표2]

 

BIPV의 구분은?

설치부위에 따른 구분을 살펴보자

창호형 / 외벽형 / 지붕형으로 나눌 수 있습니다.

[건물일체형 태양광 (BIPV)산업생태계 활성화 방안은 산업통상자워눕에 따른 구분합니다.

유리 접합방식에 따른 구분(결정질 태양전지)

Glass to Glass, Glass to back-sheet

Cell 재질에 따른 구분

 

 

Cell재질에 따른 구분 - 결정질 Si계 기판형

단결정과 다결정으로 나눌 수 있습니다.

Cell재질에 따른 구분 - 결정질 Si계 박막형

Cell재질에 따른 구분 - 화합물반도체 CIGS / 염료강응태양전지 (DSSC)

투명도에 따른 구분

태양전지 셀 종류별 효율

 

이처럼 개념적인 부분에 대해서 BIPV를 살펴보았습니다. 사실 실제로 건축설계를 진행하는 과정에서 협력업체의 도움을 받기 때문에 태양열 에너지에 대한 계산 값을 직접 계산하는 경우는 별로 없죠. 계산해서 온 판의 면적을 필요한 면적 만들의 개수로 지정하는 정도일까요? 또 측변에 사용하는 BIPV의 경우에도 입면으로서 색상과 면적에 대한 부분을 고려해서 사용을 해야하는 상황입니다. 하지만 과거와 다르게 다양한 색상이 가능하고, 필요에 따라서 구조체에 대한 부분 역시 사용이 가능한 부분은 정말 많은 개발이 되었다고 느낄 수 있는 부분입니다.

또한 창문에 사용을 하거나, 태양열 패널 자체가 유리로 사용이 되어 투명한 재질이 가능하니까요. 기술의 발전으로 조금 더 친환경적인 에너지를 이용해서 다양한 디자인의 활용이 가능한 건축이 디자인될 수 있기를 바라겠습니다. 현재에는 비싼 가격 때문에 법적인 사항을 제시해야만 활용이 가능한 현실이지만 앞으로는 조금 더 친환경적이고 활용적인 건축을 지을 수 있게 되길 바라겠습니다.