[환경일보] 이기환 기자 = 태양광 발전을 위해 임야에 설치된 태양광 패널이 지난 장마에 훼손되면서 환경오염의 주범으로 지적받고 있다. 또, 오랜기간 성장한 나무를 베고 경사지에 우후죽순 설치된 설비들은 산사태의 원인이 됐다. 임야를 훼손하고 농경지나 저수지를 이용하는 방법뿐인 태양광 발전을 지속해야 할까?

태양전지는 넓은 면적을 필요로 한다. 사막이나 산지, 염전, 저수지 등을 이용해 태양광 발전을 했으나, 환경을 훼손하는 심각한 문제와 원거리에서 발전해 사용하고자 하는 곳까지 전기를 이송하면서 발생하는 전기 손실 등의 문제가 많았다. 이에 대한 문제를 해결하고자 건물에서 발전해 바로 사용할 수 있도록 하는 건물 일체형 태양광 모듈 시스템BIPV(Building Integrated Photovoltaic System)이 대안으로 떠오르고 있다.

유럽은 친환경에너지 산업이 가장 먼저 발달됐다. 특히, 태양광 산업을 연구하는 엔지니어는 위와 같은 문제를 해결하기 위해 건물 설계단계부터 패널을 건물과 일체화하는 방식을 도입하고 있다. 에너지 사용총량을 계산하고 건물에서 사용되는 에너지의 대부분을 패널을 통해 공급받는 기술로 친환경에너지 전환에 큰 역할을 하고 있다.

하지만 우수한 성능에도 태양광 패널은 시장에서 소비자의 욕구를 만족시키지 못했다. 여러 가지 이유 중 하나로 건축업계관계자는 ‘색상’을 꼽는다. 현재 시중에 유통되는 태양광 패널은 기술적인 문제로 검은색 하나로 생산된다.

또, 태양광 셀의 내부 선이 그대로 노출돼 미관상 좋지 않다는 부분이 시장에서 소비자들에게 외면 받는다. 건축설계시부터 건축업계의 다양한 욕구를 충족하기에는 부족한 점이 많다.

태양광 패널이 건축외장재로 소비자의 욕구를 충족시키기 위해선 무엇보다도 디자인적으로도 아름다운 다양한 색상의 패널이 공급돼야 한다. 아울러, 화재나 여러 기상 환경에도 문제가 발생하지 않는 내구성을 가져야하는 점에서 기술적 어려움이 있었다.

이에 태양광모듈을 연구하는 엔지니어들은 색상이 아름답고 내구성 있는 태양광 패널을 만들고자 연구를 지속했다. 컬러 태양광 패널을 만들기 위해서는 태양광 패널을 보호하는 유리에 무언가 색상을 만들어내는 필름을 붙이거나 염료를 착색하거나 하는 방법으로 태양광 패널을 생산했다.

이는 에너지 효율 측면에서 일반 태양광 패널에 비해 약 30%정도가 감소하는 등의 문제가 발생해 에너지 효율이 떨어지는 단점이 있었다. 이런 문제점을 극복하고자 많은 연구가 국내외에서 다양한 방법으로 연구됐으며 상당한 성과를 거둔 업체도 생겨났다.

(주)옥토끼이미징은 이러한 BIPV 태양광모듈의 단점을 극복하고자 전자통신연구소, 전북신재생에너지센터와 협력을 통해 투과율이 높은 컬러 태양광 유리와 이를 이용한 혁신적인 패널을 개발해 컬러 BIPV의 다양한 제품으로 시장공략에 나서고 있다.

옥토끼이미징에서 개발한 컬러 태양광용 특수유리는 저철분 강화유리를 사용해 유리 표면에 AG(Anti-Glare) 효과를 얻는다. 또, 태양으로부터 입사하는 빛이 유리 표면의 텍스처링(texturing) 된 형상에 따른 산란광을 이용해 반사에 의한 빛 손실을 최대한 억제해 태양광 유리의 투과율을 97%이상으로 높여, 태양전지의 효율을 높여준다. 아울러, 태양광 모듈 전체의 효율을 높인 것이 특징이다.

즉, 태양전지의 효율을 높이기 유리 표면의 새로운 텍스처링 형상을 개발하고, 유리를 이용해 다중 내부 반사(multiple internal reflections) 현상으로 발생하는 컬러를 이용해 태양광용 컬러 유리 개발에 성공했다.

그동안 많은 업체가 건물 일체형 컬러태양광패널(BIPV)을 연구하고 모듈을 제조했으나 대다수가 태양광 효율이 10%~12% 정도에 머물러 에너지 효율이 문제시 됐으나 옥토끼이미징이 개발한 컬러 BIPV패널은 약 16%의 효율을 가진 혁신적인 컬러BIPV 패널이다.

모듈의 출력은 인공태양광원을 활용해 1000W/㎡ 빛을 비춰 결과를 얻는데, (주)옥토끼이미징에서 개발한 컬러 태양광 패널(1M×1M)은 아래 그림과 같이 160W/㎡의 출력을 나타냈다 즉, 컬러 태양광 모듈의 효율은 컬러의 종류에 따라 다르나 약 16% 정도의 결과 값을 얻었다.

(주)옥토끼이미징에서 개발한 컬러의 특징은 다중 내부 반사(Multiple Internal reflections) 현상으로, 여러 층으로 구성된 투명 세라믹 층의 내부 반사 현상에 의해 컬러가 구현되기에 높은 투과율을 보이는 것이 특성이다. 특히 얇고 투명한 세라믹 층으로 돼 변색이 없다. 이는 염료나 안료를 사용해 스프레이방식으로 컬러를 내는 컬러 유리와는 확연히 다른 특징이라 할 수 있다.

옥토끼이미징에서 개발한 고투과 컬러특수유리를 사용한 무반사 태양광 컬러 모듈은 반사 방지 기능이 부여된 AG 처리 유리를 사용하기 때문에 빛 반사에 의한 불편을 주지 않는다는 특징이 있다.

또한 부드러운 컬러감을 갖도록 파스텔 톤의 컬러로 구현되기 때문에 디자인적으로 건축의 외관에 적용하기 수월하고 주변 환경과도 잘 어울릴 수 있다는 특징이 있다. 무기물 다층박막으로 컬러를 구현하기 때문에 강한 햇빛이나 험한 기상조건에도 불구하고 변색의 염려가 없이 원래의 색상을 유지한다는 것이 주요한 특징이다.

㈜옥토끼이미징은 건축용 인테리어 및 박물관, 체험전시관 설계, 시공 등을 통해 건축물과 연관된 많은 사업을 진행해온 기업으로서 새로운 사업 방향을 모색하던 중 ARglass, AR-IR Glass가 건축물에 많이 사용될 것으로 예측하고 2018년에 옥토끼이미징 내에 첨단소재사업부를 조직하고 특수 Glass를 이용한 건축 외장용 BIPV 컬러 태양광 패널을 개발해 왔다. 옥토끼이미징의 첨단소재 사업부에서는 2년 반 동안 연구를 통해 컬러 태양광 패널에 적용이 가능하도록 건축외벽용 30여 가지의 고투과 특수유리를 개발하고 이를 이용한 태양광 컬러패널을 제조해 다양한 건축디자인 환경에 사용될 수 있도록 했다.

옥토끼이미징은 태양광 컬러패널(BIPV)를 통해 전기 에너지를 건축물에 직접 사용할 수 있도록 하고 나아가 고속도로 등의 방음벽에 컬러유리 및 태양광 컬러패널을 설치해 미관적으로도 아름답고 임야나 논·밭에 설치해 자연환경을 훼손하는 사태를 막을 수 있다. 또한 많은 공사 시공 경험을 바탕으로 한 엔지니어링 기술을 통해 고객 신뢰를 쌓는 데 최우선을 두고 이를 위해 엄격하고 높은 품질 관리 기준을 적용해 항상 최고의 품질을 유지하는 데 최선을 다할 것이다.

옥토끼이미징 관계자는 “매우 빠르게 변화하는 글로벌 시대에 옥토끼이미징은 현재에 머물러 있지 않고, 끊임없는 혁신과 업그레이드, R&D에 대한 투자를 통해 순환적인 경제 혁신을 지속적으로 이뤄 나갈 것”아라며 “옥토끼이미징은 건물 일체형 태양광모듈(BIPV)의 전 세계 최고의 회사가 되기 위해 에너지관리공단의 연구 용역으로 인한 성과를 바탕으로 국내 유수 연구소 및 대학교와 협업을 통해 현 시대의 최고의 기술과 아이디어를 공유하며 축척된 설계 및 시공 경험을 바탕으로 태양광 산업을 발전시켜 나가려 노력할 것”이라고 말했다.

(주)옥토끼이미징 안경회 대표는 “제대로 된 건물외벽에 사용되는 태양광패널이 없다 보니 건물옥상이나 아파트 난간에 건축물과 도시외관을 해치는 모습이 안타까웠다”며 “이번에 세계 최고 고투과율 컬러특수유리를 개발함에 따라 국내 유수의 태양광모듈 생산업체들과 협력해 도시의 아름다운 미관과 함께 신재생에너지의 꽃을 피우길 바란다”고 전했다.

그러면서 “끊임없는 연구 개발과 함께 현상을 분석하고 문제점을 발견해 고객과 소통에 최적의 솔루션을 도출해 내는 결단력과 유연한 방식의 사고로 기업을 운영할 것”이라며, (주)옥토끼이미징의 미래를 다짐했다.

이기환 기자 hkbs@hkbs.co.kr