CIGS 박막형 모듈 국내 첫 'KS인증' 나왔다

CIGS 박막형 모듈 국내 첫 'KS인증' 나왔다

모듈 장착으로 건물일체형 태양광 각광

 

출처 : 에너지타임뉴스 2018. 10. 23. 남형권 기자

BIPV 모듈 시공 현장 모습.

 

박막형 cigs 플렉시블 모듈이 국내에서 처음으로 'KS'인증을 받았다. 그 제품이 바로 세종인터내셔널(주)이 국내에서 유일하게 출시하고 있는 ‘BIPV cigs징크판넬’이다

세종인터내셔널은 cigs 플렉시블 모듈을 ‘bipv(건물일체형태양광발전시스템)’에 적용해 bipv용 ‘cigs 징크 판넬’을 시공하는 전문회사이다.

 

이 회사 김철호 대표가 수년간의 건축자재 개발 경험을 바탕으로 2017년 국내 최초로 차세대 태양전지인 박막형 cigs 플렉시블 모듈과 징크 판넬을응용해 개발한 제품이 바로 ‘BIPV, cigs징크판넬’이다.

 

그동안 cigs 박막형 모듈을 다양한 건물의 지붕 및 외벽에 시공해 고객으로부터 많은 관심을 받고 있다. 건물 형태에 따라 모듈만 단순하게 접착하는 시공법과 모듈과 지붕일체형으로 지붕 공사와 태양광 공사를 별도로 시공할 필요가 없는 시공법으로 현장에 따라 다양하게 적용할 수 있다는 것이 큰 장점이다.

 

김 대표는 "그동안 한국에너지공단으로부터 KS 인증이 나오기까지 많은 어려움이 따랐지만 이번 10월에 KS인증서가 나옴으로 인해 앞으로 특히 많은 건물 지붕과 외벽에 시공하는데 가장 큰 장점을 지닌 모듈이기에 비상한 관심을 보이고 있다"며 "특히 이번에 cigs 박막형 모듈이 KS 인증을 받아 드록된 사례는 국내 유일하다"가 강조했다.

 

이미 선진국에서는 10여년 전부터 cigs 플렉시블 모듈을 bipv에 적용하는 사례는 다양하다.

특히 근래에 cigs 박막형 모듈이 17% 이상의 고효율 달성함에 따라 전세계적으로 무섭게 확장되는 상황. 김 대표는 모듈 제조사에 주문하여도 수개월을 기다려야 하는 형편이기도 하다. cigs 플렉시블 모듈은 다양한 어플리케이션과 함께 bipv 시장을 확장하고 있다.

 

또한 BIPV KOREA는 cigs 플렉시블 모듈을 응용해 bipv 태양광 건축자재를 개발하는 각종 프로젝트(국책과제 등)에 참가, 국내의 신재생에너지 사업의 필수적 요소인 bipv 시장에 선도적인 역할을 하는데 최선을 다하고 있다고 설명한다.

그는 요즘 KS 인증과 함께 곳곳에서 bipv 발전사업에 대한 상담으로 모든 직원이 바쁜 나날을 보내고 있다.

 

특히 산업단지의 대규모 지붕과 외벽, 아파트, 상가건물, 재래시장의 둥근 지붕 형태의 아케이드, 축산단지의 지붕, 전기자동차 시대의 필수인 태양광 충전소 등에 가볍고, 시공이 쉬운, 구조물이 필요 없이 시공되는 cigs 플렉시블 모듈은 앞으로 국내의 bipv 시장에 많은 관심과 함께 급속히 성장 할 것으로 그의 행보도 빨라지고 있다.

 

그는 "BIPV KOREA는 CIGS 플렉시블 모듈을 BIPV 시장 뿐만 아니라, 다양한 태양광 건축자재와 어플리케이션을 통해 자연이 무한대로 주는 맑고 깨끗한 에너지를 생활속에서 사용할 수 있도록 열정과 노력을 다할 것"이라고 밝혔다.

한국건설기술연구원 기술교류회에 선보인 BIPV 모듈시공 현장.

 

BIPV의 필요성과 현황

문재인 정부 들어 정부의 에너지 정책은 탈원전 및 친환경 녹색에너지로의 전환 강조하고 있다. 신재생에너지 3020 계획 태양광 보급 목표를 달성하기 위한 전략으로 주택, 건물 등 도시 자가용 태양광 확대 140 MW를 목표로 하고 있다.

 

건물일체형 태양광발전 즉, BIPV(Building Integrated PV)는 도심화 및 협소한 대지면적의 국내 조건에 적합한 제품이다. 비주거용 건물의 제로에너지를 위한 제품이다.

 

BIPV 건물 보급이 10년 이상 이루어진 현 시점에서도 BIPV 시장은 아직 본격적으로 열려있지 못한 실정이다. BIPV 관련 제도적 측면, 성능 측면, 건축적(심미성 및 기능) 측면의 장애 요소 제거가 필요하다.

 

건축자재로써 심미적 관점에서 기존 건축물과 부합되지 않았고 다양한 건물 구조에 대응 불가능 심미성이 개선된 모듈의 도입 또는 개발이 필요 하고 이를 기반으로 다양한 건축 구조에 적용 할 수 있는 시공 부자재 및 설치 기술의 개발이 필요한 실정이다.

 

건물일체형 태양광발전용 모듈의 건축자재로서 성능 구현

건축물 외피마감재로서 기능(예 : 단열, 방수, 방습, 방풍 등)을 구현하지 못할 경우 건축시장에 수용 불가능하다.

 

건물일체형 태양광발전용 모듈의 용도 및 적용 부위별 요구 성능을 충족시키는데 필수이다.

 

현 정부는 2017년 7월 국정운영 5개년 계획 발표를 통해 탈월전 및 친환경 녹색에너지로의 전환을 강조하고 있으며, 온실가스 감축 강화를 위해 에너지 세제 개편 및 제로에너지 건물 확대 등의 100대 국정 과제를 수립했다.

 

정부는 신재생에너지 3020 계획 태양광 보급 목표를 달성하기 위한 전략으로 주택, 건물 등 도시 자가용 태양광 확대 140 MW를 목표로 하며 제로에너지건축물 인증 의무화 등과 연계하여 재생에너지 기반 건축 확산을 보급을 계획이다.

 

정부는 2025년 제로에너지주택 의무화를 목표로 녹색건축물 조성지원법에 근거하여 다양한 기준 및 제도개선을 강력히 추진하고 있으며 제로에너지건물의 의무화 달성을 위해 제시한 단계별 로드맵 제시하고 있다.

 

비주거용 건물의 연간 에너지소비량 구성비를 보면 조명과 플러그부하 등 전기에너지 소비량의 비중이 70% 이상을 차지하여 주거건물과 반대되는 유형을 보이고 있다. 따라서 비주거용 고층건물의 제로에너지화를 위해서는 열부하 보다는 전기부하의 비중에 크기 때문에 설비형 기술의 역할이 매우 중요하다.

 

현재 수준으로는 건물내 전기에너지를 절감할 수 있는 방법이 매우 제한적이며 절감 범위도 크지 않기 때문에 비주거용 건물의 제로에너지화를 위해서는 전기에너지를 생산할 수 있는 기술이 도입이 필요하다.

 

현 기술 및 시장여건을 고려할 때 비주거용 고층건물의 가장 큰 비중을 차지하는 전기에너지를 생산할 수 있는 신재생에너지 기술은 태양광발전 기술이 될 수밖에 없다.

 

태양광발전 기술 중에서도 특히 건축 외장재와 태양광모듈의 기능을 복합시켜 건물 외피에 일체화 시키는 건물일체형 태양광발전 즉 BIPV(Building Integrated PV)는 도심화 및 협소면 대지면적의 국내 조건에 적합한 기술이다.

 

건물일체형 태양광발전시스템의 보급활성화 지연

정부의 지속적인 제로에너지건축물 및 신재생에너지 보급계획에 따라 도심 적용이 가능한 BIPV 활성화가 필요한 실정이고 BIPV 산업은 이러한 잠재성 때문에 지속적으로 시장의 활성화가 예측되어 왔으나 실질적으로는 그 보급은 미비한 실정이다.

 

2000년을 기점으로 국내에서도 BIPV 시스템에 대한 연구사업이 처음 시작되면서 데모 성격의 BIPV 건물이 건립되기 시작하였으며, 2004년 공공건물 신재생에너지 설치의무화 법안이 발효된 이후에는 공공건물만을 대상으로 많은 보급이 이뤄지고 있다.

 

BIPV 건물 보급이 10년 이상 이루어진 현 시점에서도 BIPV 시장은 아직 본격적으로 열려있지 못한 실정이며, 세계의 많은 기관과 시장에서 BIPV의 향후 잠재성을 매우 높게 평가하고 이 시장을 위한 노력을 다각도로 기울이고 있지만 실제 시장은 가능성만 보여줄 뿐 활성화 시장으로 성장하고 있지 못한 것이 국내 및 국외의 실상이다.

 

김철호 대표는 "앞으로 BIPV 시장은 정부의 3020 신재생에너지 보급 정책 및 4차산업혁명 신산업 스마트시티 구축 추진 건으로 BIPV 시장이 확대될 것"이라며 "기존의 투박하고 정형화된 BIPV모듈이 아닌 고객이 요구하는 심미성과 건자재로써의 기능성(단열, 난연, 수밀 등) 그리고 설치 용이성이 확보된 제품 개발이 필요하다"고 강조했다.

 

그는 또 "2020년 전후 세계 태양광 시장은 연간 100~150GW에 달할 것으로 BIPV 시장 규모는 2026년 5~6GW가 전망된다"며 "이러한 성장세를 통해 BIPV 시장은 2017년 대비 2026년에 10배 정도 성장할 것으로 예상된다"고 설명했다.

 

 

 

CIGS 박막형 모듈 소개

출처 : bipvKorea.com

1.Flexible 유연성

CIGS는 곡면에 부합 할 수 있어 설계자가 자유롭게 설계 할 수 있으므로 미학적으로 만족스러운 빌딩 일체형 PV (BIPV)에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

Because CIGS can be applied to curved surfaces, designers can design freely, so there is an increasing demand for aesthetically pleasing building-integrated PV (BIPV).

 

2.Lightweight 경량성

CIGS는 경량성으로 건물이나 구조물의 특성에 따라 추가 무게 및 / 또는 강풍 하중이 중요한 기존 건물 또는 응용 시설의 개조에 특히 적합합니다.

CIGS is particularly suitable for retrofitting existing buildings or applications where additional weight or strong winds and loads are important, depending on the characteristics of the building or structure.

 

3.No-Glass 유리 없는 구조

지상에 태양 광 발전 시스템을 설치시 유리 부착물이 없으면 추가 구조물이 필요 없어 총 솔라 시스템 비용이 크게 절감됩니다.

In the absence of glass deposits, additional structures are not needed when installing a photovoltaic system on the ground, which significantly reduces total solar system cost.

 

4.Durable 내구성

자외선 안정화 내후성 폴리머로 캡슐화 된 내구성 CIGS 제품은 인공위성, 해양 부표 및 군용 애플리케이션을 포함하여 상상할 수 있는 가장 극한의 상황에서 수십 년 동안 입증되었습니다.

UV-stabilized The durable CIGS products encapsulated in weather-resistant polymers have been proven for decades in the most extreme situations imaginable, including satellite, ocean buoy and military applications.

 

5.Shadow Tolerant 그림자 내성

CIGS는 청색 파장 범위의 광 흡수가 높기 때문에 낮은 광 확산 조건에서 높은 실외 성능을 제공합니다. 박막 태양 전지 패널은 부분적으로 음영(구름등)이 있거나 더러워 졌을 때도 전력을 공급할 수 있습니다.

CIGS provides high outdoor performance under low light diffusion conditions due to high light absorption in the blue wavelength range. Thin-film solar panels can supply power even when partially shaded (cloudy) or dirty.

 

6.High Temperature Performance 고온에서의 성능

박막 Flexible PV 제품은 높은 모듈 온도와 따뜻한 기후에서 더 나은 에너지 생산량을 제공합니다. 실제 옥외 상태에서 모듈 온도는 특히 섭씨 80도까지 올라갈 수 있습니다. 이 온도에서 박막 PV 제품은 동일한 전력 등급의 기존 결정질 태양 전지 모듈에 비해 최대 20% 더 많은 전기를 생산할 수 있습니다.

Thin-film Flexible PV products provide better energy yields in high module temperatures and warm climates. In actual outdoor conditions, the module temperature can be up to 80 degrees Celsius in particular. At this temperature, thin-film PV products can produce up to 20% more electricity than conventional crystalline solar modules of the same power rating.

 

7.More KWh-higher ROI 더 많은 KWh – 높은 ROI

박막 유연 PV 제품은 기존의 결정질 제품보다 설치 한 Wp 당 kWh 높은 에너지 출력을 달성합니다.

Thin-film flexible PV products achieve a kWh higher energy output per Wp installed than conventional crystalline products.

 

CIGS 박막은 탁월한 박막 전지 효율을 17-18 %로 높이며 상승하고 있습니다. CIGS 태양 전지는 세계에서 가장 가벼운 UL 인증 태양 전지 모듈 패키지를 생산합니다. 사용 가능한 가장 진보된 PV 라미네이트 재료와 25년의 전력 보증으로 구성된 단순한 0.7lb / sqft의 무게로 무겁고 부서지기 쉬운 경쟁자의 혼잡한 환경에 홀로 서 있습니다.

 

CIGS 박막은 고급 스텐레스 스틸 호일 및 물리 기상 증착 공정으로 시작하여 가장 안정적이며 강력하고 유연한 스테인레스 스틸 CIGS 셀입니다. 셀 구조가 스텐레스 호일에 증착된 후 특수하고 투명한 전도성 산화물이 도포된 다음 매우 특수화된 플라스틱 셀 인터커넥트 메쉬 와이어 시스템이 셀에 적층되어 차례로 특수 태양 장벽 플라스틱으로 보호됩니다.

 

특수 플라스틱 백 시트에는 내부의 알루미늄 필름이 있어 모든 물의 전달이나 기타 오염물이 강력한 스테인레스 스틸 CIGS 셀을 부식시키는 것을 방지합니다. CIGS 박막은 가볍고 얇으며 매우 강력한 태양에 대한 세계 유일의 진정한 솔루션을 제공합니다.

 

오늘날 혁신적인 CIGS 태양전지는 가장 높은 효율의 박막 기술을 기반으로 하며, 유연한 셀 구조는 상업용 루핑 태양 전지 패널에서 부터 유연한 모바일 장치에 이르기까지 다양한 솔루션에 이상적입니다.

 

The CIGS thin film is rising at an outstanding thin film cell efficiency of 17-18%. CIGS solar cells produce the world’s lightest UL certified solar module package. Stand alone in a crowded environment of heavy and fragile competitors with a mere 0.7 lb / sqft of the most advanced PV laminate materials available and 25 years of power assurance.

 

CIGS thin films are the most stable, strong and flexible stainless steel CIGS cells, starting with advanced stainless steel foil and physical vapor deposition processes. After the cell structure is deposited on the stainless steel foil, a special, transparent conductive oxide is applied, and then a highly specialized plastic cell interconnect mesh wire system is laminated to the cell, which in turn is protected by a special solar barrier plastic.

 

The special plastic backsheet has an internal aluminum film that prevents any water transfer or other contaminants from corroding strong stainless steel CIGS cells. CIGS thin films are the only true solution in the world for light, thin and very powerful solar.

 

Today, innovative CIGS solar cells are based on the most efficient thin film technology, and flexible cell structures are ideal for solutions ranging from commercial roofing solar panels to flexible mobile devices.

 

 

 

자료출처 : 태양광발전장애인협동조합 https://cafe.naver.com/gaundesun/71