한국건설기술연구원(원장 김병석)은 공동주택 세대용 태양광 발전 연계 에너지저장장치(ESS)를 개발, 건물 부문 탄소중립 달성에 기여할 수 있게 됐다고 9일 밝혔다.
최근 많은 지자체에서 공동주택에 미니 태양광 설비를 설치하고 있으나 태양광 설비 보급 확대에는 여러 장애물이 있다. 세대 당 300W 전후 작은 발전 용량 탓에 전기요금 절감효과가 미미하기 때문에 태양광 발전 설비 용량을 늘려야 한다.
단독주택의 경우 전력회사로부터 잉여전력을 상계처리해 전기요금 감면을 받을 수 있지만 아파트 등 공동주택에서 변압기를 공동으로 사용할 경우에는 상계처리가 불가능하다. 공동주택 태양광 설비 보급 확대를 위해서는 공동주택 세대용 에너지저장장치 상용화가 필수다.
김용기 건설연 연구위원팀은 국내 최초로 공동주택 발코니 및 옥상에 설치 가능한 공동주택 세대용 ESS를 개발했다. 국내 주거용 전력 부하 패턴에 적합한 제어 알고리즘을 적용했다. 또 화재 안전성능이 우수한 리튬인산철 배터리, 자동 소화장치 등 삼중 안전장치를 장착해 안전성을 확보했다.
공동주택 세대용 ESS는 태양광 발전과 연계해 낮의 태양광 잉여전력을 저장하고, 늦은 오후 및 야간에 사용할 수 있게 한다. 한 달 동안 전기 에너지를 최대 53%까지 절감할 수 있다. 여름철 오후 시간대 전력피크 해소에도 기여할 수 있다.
건설연은 서울시와 용인시 고층형 아파트 3세대에 시제품을 설치해 실증했다. 고층형 아파트에 적용한 발코니형 4㎾h 급 ESS는 세대당 태양광 모듈 1.2㎾(300W 모듈 4장)에 연결돼 3세대 평균 40% 전기에너지를 절감한 것으로 확인됐다.
건설연은 공동주택 세대용 ESS와 연계할 수 있는 건물 일체형 태양광발전(BIPV) 설비도 개발했다. 설비 부피와 규모가 가정 설치 기피 요인인만큼, 창호형 및 난간 일체형 태양광 발전 시스템으로 개발했다.
신축 건물뿐만 아니라 기존 건물을 그린 리모델링하는 경우에도 적용 가능하다. 창호 일체형 BIPV의 경우 외부 창호에 태양전지 셀을 설치하고, 삼중 유리창으로 구성함으로써 단열 강화도 기대할 수 있다. 난간형 BIPV는 컬러유리를 활용해 발코니 블라인드처럼 활용할 수도 있다.
김병석 원장은 “공동주택 세대용 ESS가 각 가정에서 전기를 생산하는 가전기기로 자리를 잡을 수 있도록 성능을 지속 개선, 안전성과 경제성이 우수한 BIPV와 ESS를 제공할 것”이라고 밝혔다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
