태양광발전은 전 세계 신재생에너지 중 가장 많은 비중을 차지하는 발전 방식이다. 하지만 태양광으로 대량의 전력을 생산하려면 넓은 면적의 부지가 필요하다. 이에 따라 건물 외장재나 창호재로 태양광 패널을 사용하는 건물일체형 태양광발전시스템 BIPV(Building Intergrated Photovoltaic System)가 개발됐다.

BIPV와 관련된 13개 특허를 보유해 유럽, 동남아, 중동, 아프리카 등 세계적인 관심을 받고 있는 세종인터내셔널의 김철호 대표를 만나 BIPV와 비닐하우스에 적용한 GIPV(Greenhouse Integrated Photovoltaic)에 대한 소개와 해외진출 계획에 대해 들었다.

‘건물이 전기를 만든다’라는 슬로건 아래 2012년 7월 설립된 세종인터내셔널은 BIPV와 비닐하우스 일체형 태양광발전시스템 GIPV에 대한 지속적인 R&D를 통해 13개 특허를 보유했으며 사명감, 책임의식을 갖고 K-BIPV를 세계에 알리는데 선도하고 있는 기업이다. 또한 자동차 맞춤형 태양광 모듈 MIPV(Motor Integrated Photovoltaic)도 개발해 탄소중립을 위한 전기차 전환에도 많은 노력을 기울이고 있다. 

BIPV(건물일체형 태양광발전시스템)는 태양전지를 건물외장재와 일체화한 태양광 건축자재로 건축물의 외벽, 창호, 지붕, 커튼월 등 건물 외부 곳곳에 활용해 건물과 조화롭게 융화될 수 있다. 특히 BIPV가 다른 태양광 패널과 다른점은 심미성, 다양성, 안전성, 시공성, 효율성 등을 요구하는 건축물에 적용하기 위한 전기적인 성능과 건축적인 성능 모두를 갖췄다는 것이다. 

세종인터내셔널의 BIPV는 건축자재 역할과 전력생산을 뛰어나게 수행해 제로에너지빌딩과 하우스를 효율적으로 구현할 수 있으며 차세대 태양전지인 CIGS 플렉시블모듈, 고효율 단결정 모듈 등을 건축자재와 일체화시켜 개발돼 국내 건축시장 뿐만 아니라 해외에서도 큰 주목을 받고 있다. 

BIPV 제품은 건물지붕 마감재로 활용될 수 있는 포스솔라(9kg, 100W), 빛반사가 없는 지붕일체형 태양광 발전 모듈 솔타일(11kg, 90W), 벽체일체형 태양광발전 모듈 쏠월(11kg, 150W), 일반 태양광발전 모듈대비 1/6 무게인 경량모듈 BIPV징크솔라패널(1.9kg, 120W), 높은 심미성으로 다양한 색 구현이 가능한 외벽일체형 태양광 카튼월 한월(33kg, 120W), 전통 기와모양 지붕일체형 한타일(9.5kg, 30W), MWT모듈·친환경 PV설계로 납땜 재료가 없으며 22% 효율로 극한 테스트에서 낮은 성능저하를 보인 Mono Flex module시리즈(2.7kg, 275W) 등이 있다. 

 

지붕이나 옥상에 태양광 패널을 부착하는 건물부착형 BAPV(Building Attached Photovoltaic System)와 다르게 시공단계부터 외장재로 태양광 패널을 쓰기 때문에 시공비도 절약되며 건물의 미관도 유지할 수 있다. 

BIPV는 건물자체 발전으로 전기공급과 에너지 자립이 가능하며 생산된 전기 에너지를 손실없이 바로 건물에서 사용할 수 있다. 건물 외장재로 사용되기 때문에 별도 부지가 필요하지 않으며 이와 함께 건물 부가가치도 상승할 것으로 기대된다. 

BIPV는 외장재가 패널인 만큼 다채로운 색을 지닌 연료감응 태양전지로 건물 디자인을 극대화 할 수 있다. 연료감응 태양전지는 나노입자에 흡착시킨 연료분자가 태양빛을 받아 전자를 발생해 투명성고 다양한 색 구현이 가능하다. 또한 빛의 입사각과 일조량에 덜 민감해 흐린날에도 안정적으로 전력을 생산할 수 있다.

BIPV는 단독주택, 학교 등 주로 표면적대비 지붕면적이 큰 건물에 적용가능한 ‘지붕 통합형’과 건물 입면에 태양광 패널을 적용한 ‘입면 통합형’으로 나눠지며 건물 형태에 따라 다양하게 구성할 수 있어 지붕이나 외벽 등 다양한 부분에서 건축자재로 활용되고 있다.

BIPV는 발전설비이자 건물자재 역할을 동시에 함에 따라 세계 BIPV시장은 2020년부터 2025년까지 연평균 14.79% 이상 성장률을 보이고 있다. 우리 정부도 2022년 10월11일 BIPV 산업생태계 활성화 방안을 발표하며 인증체계를 구축했다. 이와 함께 설치지원, 연구개발부터 양산까지 조합적인 지원도 약속했다. 

또한 2025년부터 1,000m2 이상 민간건축물, 30세대 이상 공동주택, 500m2 이상 공공건축물에 제로에너지건축을 의무화해야 함에 따라 친환경 태양광발전 건축자재로 사용될 수 있는 BIPV시장은 더욱 확장될 전망이다.

■ GIPV란   

GIPV란 비닐하우스 일체형 태양광발전시스템으로 비닐하우스에 맞춤형 태양광발전 설비를 추가한 시스템이다. 비닐하우스 작물재배에 있어 PV기술을 적용해 태양광 발전과 농작물 경작 병행으로 토양손실 및 토지 형질변경 없이 농지기능을 유지하면서 농작물 잉여 태양 에너지를 태양광발전 에너지로 활용할 수 있다.농촌에 GIPV 보급이 활성화된다면 농가소득과 농업생산성을 유지·향상시킬 수 있으며 재생에너지 활용으로 전기요금을 비롯한 향후 발전소득으로 이어질 수 있다.

   

 비닐하우스는 일반 태양광발전 설비를 설치하기에 조건 제약이 많다. 또한 다양한 고객의 요구에 따른 디자인을 수용하기 힘들며 효율성, 안전성 측면에서도 부족함이 많다. 이로 인해 많은 영농형 태양광발전기업에 적합성 실증기술이 부족하다. 

GIPV는 전력생산과 비닐하우스 자재 기능을 갖춘 일체형 태양광으로 전기요금 상승에 따른 농가의 부담을 줄이기 위한 효과적인 해결책이다. 이와 함께 NDC 목표달성과 탄소중립 실현을 위해서도 GIPV가 꼭 확산돼야 한다. 또한 일반 태양광설비보다 30% 낮은 가격으로 공사비를 절감할 수 있으며 쉬운 설비구성으로 공사기간도 단축할 수 있다. 비닐하우스 자재이기 때문에 농지보전 부담금을 내지 않아도 되며 하중부담도 줄일 수 있다. 신재생 에너지이기 때문에 농업 환경도 보존할 수 있다.

해외 각국에서 세종인터내셔널의 BIPV, GIPV에 대한 특허기술 13개에 대해 큰 관심을 보이고 있다. 현재 루마니아, 우즈벡, 인도, 콩고, 싱가폴 등과 파트너로 현지화사업을 위해 협약 및 제조공장 조성을 진행 중이다. 특히 필리핀과는 이미 현지 합작회자 ’BIPV Philippinies. INC’를 설립해 제조공장 현지설립을 준비하고 있다.

기업이 특허기술을 많이 보유하고 있어도 절차가 복잡한 규제가 많으며 지원은 부족하다. 정부 규제나 시스템이 기업을 뒷받침해 줘야 한다고 생각한다. 특히 중소기업들이 비용이 많이 들고 인력이 많이 소모되는 인증을 받아야 해 부담이 크다. 정부에서 실증센터 건립을 통해 기업들이 공개적으로 기술을 인증받을 수 있게 해주면 좋겠다.

 

또한 다양한 국가 R&D사업에서 만들어진 기술을 기업들이 잘 이전받아 시장에서 활성화 될 수 있는 다양한 지원책이 필요하다. 이를 바탕으로 해외로 진출해 기술력을 인정받아 글로벌기업이 되는 사례를 만들기 위해 국가에서 정책적, 시스템적 지원이 많이 시급하다.    

우리 농촌에는 비닐하우스가 많다. 비닐하우스나 스마트팜에는 전기가 많이 사용되는데 전기요금 상승에 따라 농가의 부담이 커진 상황이다. GIPV는 비닐하우스에 쉽게 설치할 수 있기 때문에 전기요금에 대한 부담을 덜어줄 수 있는 효과적인 해결책이 될 예정이다. 향후 정부의 NDC 목표달성과 탄소중립 실현을 위해서도 GIPV가 중요한 역할을 할 수 있어 GIPV 산업생태계 활성화 방안 수립을 추진할 계획이다.

 

현재 BIPV 전문기업으로 도약하기 위해 국내외 BIPV 전문 산학연과 파트너십 계약을 하는 등 글로벌시장 확보에 주력하고 있다. 향후 세종인터내셔널은 ‘BIPVKorea‘라는 브랜드와 함께 BIPV 글로벌 파트너들과 재생에너지의 새로운 패러다임인 BIPV를 고도화시켜 탄소배출 걱정이 없는 친환경 에너지로 BIPV 선도기업이 될 수 있도록 노력하겠다.