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표제지

요약

목차

I. 서론 11

1.1. 연구의 배경 및 목적 11

1.2. 연구의 범위 및 방법 12

II. 태양광발전 시스템의 이론 고찰 13

2.1. 태양전지의 원리 13

2.2. 태양전지의 종류 및 특징 16

2.3. 태양광 발전시스템의 구성 19

III. 커튼월 23

3.1. 커튼월 정의 및 분류 23

3.2. 커튼월 적용 BIPV 27

IV. BIPV시스템 28

4.1. BIPV시스템의 정의 및 기능 28

4.2. BIPV시스템의 적용 유형 29

4.3. BIPV시스템의 시장동향 36

4.4. BIPV시스템의 적용시 고려사항 40

V. 사례 연구 43

5.1. 실험방법 43

5.1.1. 발전량 시뮬레이션 분석 44

5.1.2. 실증사례를 통한 실제 발전량 분석 54

5.2. 비용 절감 효과 분석 64

5.2.1. BIPV적용에 따른 전기요금 분석(주택/상업용 건물) 64

5.2.2. BIPV 적용에 따른 건축외장재 원가절감 분석 68

VI. 결론 72

Abstract 75

표목차

표 2.1. 모듈 및 태양전지 효율 18

표 4.1. BIPV 시스템의 디자인 패턴 31

표 4.2. BIPV 시스템 적용방법 - 지붕통합형 33

표 4.3. BIPV 시스템 적용방법 - 입면통합형 35

표 4.4. 태양전지별 특성 및 시장점유율 37

표 4.5. 방위각 및 경사각에 따른 연간 일사 획득량 (서울) 40

표 5.1. 적용 대상 건물 정보 44

표 5.2. 대상건물에 적용한 건물별 BIPV 모듈 설치 용량 52

표 5.3. 시뮬레이션 결과 52

표 5.4. A관 월별 발전량 증감율 (12년도) 58

표 5.5. B관 월별 발전량 증감율 (12년도) 59

표 5.6. A관 월별 발전량 증감율 (13년도) 60

표 5.7. B관 월별 발전량 증감율 (13년도) 61

표 5.8. 표준인버터 월별 발전량 62

표 5.9. BIPV 적용된 공동주택 전기요금표(사용기간: 16.1 ~ 19.9, 총 45개월) 66

표 5.10. BIPV 시스템이 적용된 상업용건물 전기요금표 67

표 5.11. AL복합판넬 일위대가표(T＝4기준) 69

표 5.12. 유리공사 일위대가표 70

표 5.13. 석공사 일위대가표(화강석붙임.벽) 70

표 5.14. 테라코타 세라믹패널 일위대가표 71

표 5.15. BIPV 적용에 따른 건축외장재별 대체시 원가절감 비교 71

그림목차

그림 2.1. 태양전지의 원리 13

그림 2.2. p형과 n형 반도체 14

그림 2.3. p-n 접합 14

그림 2.4. 태양전지의 종류별 분류 17

그림 2.5. 태양광 발전시스템 구성도 19

그림 2.6. 태양광 모듈 구조 20

그림 2.7. 태양광 모듈 단면 21

그림 3.1. 커튼월 구성 24

그림 3.2. 건물 입면부위에 적용된 반투과 복층 BIPV모듈 설치사례 27

그림 4.1. 건물 부위별 BIPV 설치예시 28

그림 4.2. 결정질 BIPV 모듈 29

그림 4.3. 박막 BIPV 모듈 30

그림 4.4. 염료감응 태양전지 4대 주요부품소재의 연구동향 및 시장전망 38

그림 4.5. 음영의 이해 41

그림 5.1. 대상건물 배치도 45

그림 5.2. 대상건물 남측면도 46

그림 5.3. 대상건물 BIPV 적용사진(A관) 46

그림 5.4. 대상건물 BIPV 적용사진(B관) 47

그림 5.5. 대상건물 모델링 48

그림 5.6. 대상건물에 적용한 BIPV 모듈 사양 (A-TYPE) 50

그림 5.7. 대상건물에 적용한 BIPV 모듈 사양 (B-TYPE) 51

그림 5.8. 월별 발전량 시뮬레이션 결과 53

그림 5.9. 태양광 예측 발전량과 실제 발전량 간 비교 55

그림 5.10. A관 발전량 연도별 추이 56

그림 5.11. B관 발전량 연도별 추이 56

그림 5.12. 건물 전체 (A관+B관) 발전량 연도별 추이 57

그림 5.13. A관 월별 발전량 추이 (12년도) 58

그림 5.14. B관 월별 발전량 추이 (12년도) 59

그림 5.15. A관 월별 발전량 추이 (13년도) 60

그림 5.16. B관 월별 발전량 추이 (13년도) 61

초록보기

 건물 부문의 에너지소비량이 증가함에 따라 건물일체형 태양광(BIPV)시스템의 시장 또한 급속도로 커지고 있다. BIPV시스템은 태양광 본래의 기능인 전기에너지 생산은 물론 건물 외장재로 사용이 가능하다. 또한 송배전에 의한 손실 없이 건물에 직접 사용할 수 있다.

하지만 현실적인 제약이 따르는데, 바로 초기투자비가 높다는 것과, 설치 각도에 따른 효율감소이다. 이로 인하여 민간사업보다는 공공의무화사업에 국한되어 시공되어지고 있는게 현실이다. 이에 본 논문에서는 BIPV 시스템이 민간시장에 보급 확대가 가능함을 제시하기 위하여 전기요금 및 자재비용 절감 효과 분석을 진행하였다. 우선 BIPV시스템이 적용된지 10여년 이상 된 상업용 건물의 실제발전량 및 PV시뮬레이션 프로그램의 예측발전량을 비교분석 하였다. 여기서 나온 실제발전량을 국내에 가장 많이 적용될 수 있는 30평형대 아파트와 상업용 근린생활시설에 적용하여 민간시장에 BIPV 시스템의 진입 가능성을 타진하였다. 또한 공공건물, 상업용건물, 오피스텔 외벽면에 가장 많이 적용되는 대표 건축외장재 4가지(AL복합판넬, 유리, 석재, 타라코타 세라믹패널)를 대신하여 BIPV가 대체 적용 될 경우, 절감되는 원가율을 확인하였다. 본 연구결과는 국내 BIPV 민간시장 확대 및 초기진입 하려는 건설사, 신재생에너지 전문기업의 기획 및 마케팅 부문과, 건물 실수요자 및 건축사의 설계시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

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