[인더스티리뉴스 최용구 기자] 해동엔지니어링(대표 이완형)이 ‘패시브 BIPV 시스템’을 통한 건물에너지 자립 방안으로 제로에너지 건축 시장의 또 다른 해법을 제시한다.

고신뢰성 열교차단기술 및 구조체결 기술이 접목된 BIPV 시스템은 건축물의 마감재와 패시브 기능을 갖춘 건축자재로 관심을 모으고 있다.

BIPV 시스템은 건축자재기능과 전력생산 기능을 동시에 요한다. 다양한 색상으로 제작이 가능해야 하며 고층 빌딩 등 도심에서의 설치 수요를 반영해야 한다.

기존 BIPV 제품은 건축물의 마감재로써 수밀, 기밀, 디자인 등 기능과 발전성능을 중심으로 시장에 공급돼 왔다. 

해동엔지니어링 지붕일체형 태양광발전장치 [사진=해동엔지니어링]

하지만 최근 탄소중립 및 RE100 실천, 제로에너지 건물 인증 의무화 등 흐름을 감안하면 단순 전력 생산의 기능으론 건물에너지 자립이 어렵다. 

해동엔지니어링 패시브 BIPV 시스템은 지붕형 BIPV 시스템이다. ‘블록형 열교차단’ 기술이 적용돼 건축물 내외부를 연결하는 구조부의 열교를 완벽히 차단한다. 

블록형 열교차단 기술을 통해 건축물에 적용되는 단열재 두께에 따라 열교차단재를 블록형태로 조립하는 것이 가능하다. 건물에너지절약설계 기준에 맞는 모든 단열재 규격에 적용할 수 있다.

해동엔지니어링 산업단지 지붕부착형 태양광발전장치 [사진=해동엔지니어링]

블록형 열교차단 소재는 1차원 구조의 유리섬유와 2차원 구조의 무기 판상소재를 엔지니어링 플라스틱과 용융 혼합한 복합소재다. 높은 열저항성(단열성)과 구조적 강성, 높은 난연성을 띈다.

용융 혼합 과정에 발수 및 산화방지 기술이 적용된 것이 특징이다. 

블록형 열교차단부는 BIPV 시스템의 상하부를 연결하는 구조체인 내진장치에 탑재돼 시스템 강도 개선과 경량화에 기여한다. 해동엔지니어링 BIPV 시스템은 블록형 열교차단기술이 적용된 내진장치 상부에 구조용 알루미늄 합금 기술을 적용해 완성했다. 

해동엔지니어링 벽체일체형 태양광발전장치 [사진=해동엔지니어링]

해당 시스템은 ‘그리드 배수구조’의 형태를 띄며 태양광 모듈 사이에 침투되는 수분을 배출함으로써 완벽한 방수를 구현한다. 시스템의 마감부는 태양광 모듈을 4면으로 체결해주는 마감바로 구성됐다.

마감바 하부에는 고내구성 패킹재를 더해 방수 성능을 높였다. 해동엔지니어링에 따르면 이를 통해 5,000Pa 이상의 높은 내풍압을 견딜 수 있다. 

해동엔지니어링 이완형 대표는 “패시브 BIPV 시스템의 구조성능과 단열성능은 이상기후에 따른 폭풍, 폭설, 폭염, 폭우 등에 충분한 대응이 될 것”이라며, “공장, 물류창고 및 상업용 건물 지붕 등에 적용됨으로써 건물에너지 자립에 기여할 수 있다”고 강조했다.  

한편, 해동엔지니어링은 고출력 디자인형 컬러 BIPV 모듈인 ‘Shine&Dive BIPV’로 벽체 일체형 BIPV 시스템을 개발하고 있다. 벽체형 BIPV 시스템에는 화염차단장치 및 화재 확산을 지연시켜 주는 기술이 적용됐다. 

Shine&Dive 모듈에는 3D 프린팅 기술이 적용됐다. 이는 모듈 제작 과정에서의 색상과 크기에 따른 한계점을 보완한다. 다양한 색감을 통해 디자인과 설계상의 심미적 효과를 최대화하며 출력 저하 요소를 효과적으로 제어한다. 

해동엔지니어링은 3D 프린팅 기반의 광학 패턴 설계법으로 ‘발전효율’과 ‘컬러’를 동시에 구현했다. 3D 적층 패턴 위에 색상을 도포하는 방식으로 단색 컬러 및 건축자재의 △질감 △형상 △문자 등 모든 이미지를 표현할 수 있도록 했으며, 기존 외장재와의 조화를 고려했다. 

해동엔지니어링 측은 “BIPV 시스템에 대해 실대형 화재시험을 준비하고 있다”라며, “건물에너지 자립을 위한 BIPV 시스템 개발에 집중할 것”이라고 전했다.

1991년 창립한 해동엔지니어링은 전기설비 시공 등 EPC(설계·조달·시공) 엔지니어링 분야의 전문성을 보유하고 있다. 지난 2020년부턴 포항산업과학연구원과 협업 체계를 구축하고 산업통상자원부 과제(아파트 입면을 활용한 건물형 태양광 모듈 개발 및 실증)를 수행하며 신재생에너지 사업에서도 업력을 쌓고 있다. 

2021년엔 20MW급 컬러 태양광 모듈 공장을 완공하며 경쟁력을 한층 키웠다. 이어 경상북도 혁신에너지 기술사업화 지원사업, 포항 강소연구개발특구 지역 특성화 육성사업 등을 맡으며 연구 역량을 강화했다. 올해 2월 ‘KS C 8577 건물일체형 태양광 모듈 인증’, ‘KS C 8567 태양광 발전용 접속함 인증’을 획득했다.   

[최용구 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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