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표제지 1

국문 요약 3

목차 7

제1장 서론 15

제1절 연구 배경 15

제2절 연구 목적 18

제2장 이론적 고찰 및 시장 동향 21

제1절 BIPV 이론적 고찰 21

1. 태양광 발전 기술 개요 21

2. BIPV의 정의 개요 27

제2절 BIPV 국내.외 시장 동향 39

1. BIPV 관련 국내·외 지원 제도 및 기술개발 등 동향 39

2. 국내·외 BIPV 시장 동향 53

제3절 국내 BIPV 시장 부진 원인 및 신규 촉진 예상 환경 68

1. 국내 BIPV 시장 부진 원인 68

2. 국내 BIPV 신규 촉진 예상 환경 79

제3장 연구 범위 및 방법 91

제1절 연구 범위 91

1. 연구 대상 91

2. 연구 수행 체계 94

제2절 연구 방법 95

1. 문헌 조사 95

2. 선행 연구조사 95

3. 현장 사례 조사 97

4. 델파이 전문가 설문 조사 98

제4장 결과 및 고찰 104

제1절 문헌조사 결과 104

제2절 선행 연구조사 결과 105

제3절 현장 사례 조사 결과 107

1. 공공 분야 신재생에너지설비 설치의무화 108

2. RPS 117

3. 제로에너지 인증 건축물 118

4. 기타, 건축물 부대시설 및 공작물 등 120

5. 종합 분석 122

제4절 델파이 전문가 설문조사 결과 125

1. 델파이 1단계 최초 조사 125

2. 델파이 1단계 피드백 131

3. 델파이 1단계 추가 조사 (신규 대안) 135

4. 델파이 2단계 최종 조사 결과 (BIPV 정의 개정 대안 도입) 136

제5절 종합 고찰 139

제5장 결론 143

제1절 연구 종합 143

제2절 정책 과제 148

인용 문헌 152

부록 159

〈부록 1〉 전문가 델파이 1단계 설문지(1회차) 159

〈부록 2〉 전문가 델파이 1단계 2회차 설문지(피드백) 166

〈부록 3〉 전문가 델파이 1단계 3회차 설문지 (추가 조사) 171

〈부록 4〉 전문가 델파이 2단계 4회차 설문지 (최종) 176

〈부록 5〉 현장 사례 조사 대상지 179

〈부록 6〉 신·재생에너지설비의 지원 등 주요 고시.공고(태양광 시공기준) 모음 182

Abstract 251

표목차 10

Table 1. 태양전지의 종류별 효율 및 특징 22

Table 2. 건물 적용 대양광 발전의 설치 형태별 기술 개요 24

Table 3. BIPV의 설치 형태 분류 및 특징 25

Table 4. 태양광 발전의 비건물 설치유형별 정의 26

Table 5. 고시.공고에 나타난 BIPV의 정의 및 범위 등 변천 28

Table 6. 고시.공고에 나타난 BIPV 시공기준 중, 모듈 적용 내용 변천 30

Table 7. KS 규격(적용 범위: KS C 8577개정(안)) 32

Table 8. 프랑스의 지붕재 BIPV 규정 35

Table 9. 주요 선진국의 BIPV 정의 특성 36

Table 10. IEC 63092 규격과 KS 건축 성능평가 방법 부합화 비교 38

Table 11. 국제 규격별 BIPV 정의 38

Table 12. 신재생에너지원별 가중치(태양광) 40

Table 13. 건축물 에너지효율 인증등급 41

Table 14. 제로에너지 인증등급 41

Table 15. 신재생에너지보급지원사업(건물지원)의 태양광 지원 내용 42

Table 16. 유럽의 BIPV 추가 비용 계획 43

Table 17. 국내 BIPV 관련 표준화 45

Table 18. 세계 주요 국가의 BIPV 표준화 등 동향(요약) 47

Table 19. Color BIPV 모듈의 제조방식, 특징 및 관련 회사 51

Table 20. 연도별 분야별 국내 BIPV 설치 현황 54

Table 21. 국내 BIPV 제조사 현황 58

Table 22. 국내 BIPV 모듈 인증 현황 59

Table 23. 방음벽, 방음 터널 태양광 지역별 설치용량 60

Table 24. 유럽국가에 설치한 방음벽 태양광 규모 63

Table 25. 국외 슁글드 고출력 모듈 기술 수준 66

Table 26. 고시.공고에 나타난 BIPV의 정의 변천 69

Table 27. 고시 공고에 나타난 BIPV 보정 계수 70

Table 28. 태양광 에너지 RPS 가중치 70

Table 29. 에너지 절약계획서의 태양광 발전 설비 작성폼 71

Table 30. 건축물 에너지 효율등급 71

Table 31. 신·재생에너지 생산량 산정기준 72

Table 32. 신재생에너지이용 건축물 인증 등급 기준 72

Table 33. 고시.공고에 나타난 BIPV 시공 가이드 라인 내용 변천 73

Table 34. 건축법 내 복합 자재 둥 관련 분류 내용 76

Table 35. 건축법 내 태양광 발전 장치 등 분류 내용 76

Table 36. 기업의 RE100 참여절차 81

Table 37. 전기소비자의 RE100 참여절차 82

Table 38. 서울특별시 BIPV 보급지원 내용 84

Table 39. 단위 면적 당 1차 에너지 생산량, 소비량 등 계산식 86

Table 40. 국내 BIPV 현장 사례 대상지 91

Table 41. 국내 BIPV 현장 사례 샘플링 대상지 현황 (18개소) 92

Table 42. 국내 BIPV 현장 사례 대상지 조사(세부)내용 93

Table 43. 현장 사례 조사 체계 97

Table 44. 델파이 패널 구성 99

Table 45. 델파이 단계별 설문조사 문항 내용 101

Table 46. 현행 국내 BIPV, BAPV 및 준BIPV 정의 내용 비교 102

Table 47. 델파이 설문 결과 분석 기준 103

Table 48. BIPV 정의 관련 문헌조사 결과 104

Table 49. 선행 연구에 따른 BIPV 정의 및 시스템 등 제안 사항 106

Table 50. 국내 BIPV 현장 사례 조사 대상지 현황 107

Table 51. 국내 BIPV 현장 사례 샘플링 대상지 세부 현황 (18개소) 108

Table 52. 경기도(오산 죽미령 알로하평회관) 109

Table 53. 전라남도 (목포, 국립호남권생물자원관) 110

Table 54. 전라남도 (무안, 행복초("가칭")) 110

Table 55. 대구광역시(성서 어르신 스포츠관) 111

Table 56. 세종특별시 (세종 테크노파크) 111

Table 57. 전라북도 (서부권 국민체육센터) 112

Table 58. 제주도 (제주 실내영상 스튜디오) 112

Table 59. 충청북도 (괴산 버섯랜드) 113

Table 60. 충청남도 (아산시 어린이 청소년 도서관) 113

Table 61. 경기도 (교육청 남부 신청사) 114

Table 62. 인천광역시 (부평 산곡노인문화센터) 115

Table 63. 서울특별시 (사당유치원) 116

Table 64. 인천 미추홀구 (용현시장) 117

Table 65. 경기도 성남시 판교 단독주택 (제로에너지 인증 취득 건축물) 118

Table 66. 경기도 성남시 판교 테크노밸리 2단지 (제로에너지 예비 인증 건축물) 119

Table 67. 인천 서구 아라뱃길 시천교 교량 120

Table 68. 인천 2호선 도시철도역사 (석바위시장 역) 121

Table 69. 인천 옹진군 한국남동발전 (영흥화력발전소 과학홍보관) 121

Table 70. BIPV 정의 내용 분석 결과 및 처리 방향 127

Table 71. 준BIPV 도입 대안 128

Table 72. 준BIPV 도입 관련 이격 규정 129

Table 73. 준BIPV 정의 추가 도입 및 규정화 130

Table 74. 델파이 1단계 피드백 결과 (BIPV 정의 내용 일부) 132

Table 75. 델파이 1단계 피드백 결과 (WV 도입 대안 : 2항목 전체) 133

Table 76. 델파이 1단계 피드백 결과 (WV 정의 개정 대안 : 피드백 추가 요청사항) 134

Table 77. 1단계 추가 조사 결과 (신규 대안) 136

Table 78. 델파이 2단계 최종 조사 항목 종합 (1단계 ~ 추가조사 중, 2단계 처리 수용 항목) 137

Table 79. BIPV 정의 개정 대안 도출 내용 (2단계) 137

Table 80. 2단계 최종 조사 (최종 BIPV 정의 개정 대안 도입) 138

Table 81. BIPV 정의 개정 방안 (최종 도입 검토) 144

Table 82. 국내 BIPV 시장 부진 원인, 최종 개정 방안 및 신규 촉진(예상)환경 등 영향 비교 147

Table 83. 국내 BIPV 시장 촉진을 위한 분야별 정책 방안 및 추가 과제 현황 149

그림목차 13

Figure 1. BIPV 설치 사례(예시) 16

Figure 2. BIPV 시장규모 전망 18

Figure 3. BIPV 설치 오용 사례(예시) 19

Figure 4. 태양광발전 시스템 및 구성 요소 21

Figure 5. 태양전지의 기본 구조 및 작동 원리 22

Figure 6. 건물에 적용되는 태양광 발전 현장 사례(예시) 24

Figure 7. BIPV 설치형태별 사례 26

Figure 8. 태양광이 적용된 방음 터널 48

Figure 9. 강판 일체형 적용 예시 49

Figure 10. 공장 지붕 경량화 모듈 적용 예시 50

Figure 11. 고투과, 창틀 열교 차단 동 태양광 예시 50

Figure 12. 기와 대체형 거치대 제품 52

Figure 13. 국내 BIPV 시장 규모 53

Figure 14. 국내 BIPV 시장 전망 53

Figure 15. 해외 BIPV 시장 동향(1) 55

Figure 16. 해외 국가별 BIPV 시장 동향 55

Figure 17. 해외 BIPV 시장 동향(2) 56

Figure 18. 용도별 해외 BIPV 시장 동향 56

Figure 19. BIPV 종류별 해외 시장 동향 57

Figure 20. BIPV 재료별 해외 시장 동향 57

Figure 21. 방음벽, 방음 터널 태양광 61

Figure 22. 스위스 고속도로 양면형태양광 모듈 이용 최초 방음벽 62

Figure 23. 플렉시블 CIGS 태양전지 적용 예 63

Figure 24. 결정질 및 CIGS 비교 데이터 64

Figure 25. 루버창 태양광 65

Figure 26. 국외 BIPV 제품의 형태 및 이미지 66

Figure 27. 지붕 두께에 따른 시스템 설치 두께 검토(프랑스) 74

Figure 28. 건물 설치형, 부착형 및 일체형 등 장.단점 및 시공성 등 비교표 78

Figure 29. 태양광 모듈 탄소배출량 산정방식(예시) 80

Figure 30. 한국형 RE100 (K-RE100) 라벨링 82

Figure 31. 녹색프리미엄 구조 82

Figure 32. REC거래를 통한 구매 구조 83

Figure 33. 변경된 제로에너지건축의무화 로드맵 85

Figure 34. 제로에너지건축물 인증조건 85

Figure 35. 에너지자립률 산출 예시 86

Figure 36. 2D 도면설계와 3D BIM 설계 비교 88

Figure 37. 컬러 BIPV 모듈 및 옥외 장기시험 89

Figure 38. 국내 BIPV 현장 사례 샘플링 대상지 위치도 93

Figure 39. 연구 수행 체계 94

Figure 40. 선행 연구조사 수행 체계 96

Figure 41. 연구 절차 99

초록보기

 국내 BIPV 시장은 주로 공공(의무화)시장에서 초기('90~)시범 도입. 보급 후, 건설 경기 등 불황기를 거쳐 최근, "제로에너지 건축물 인증 의 무화 제도" 도입(2020~)으로 시장 활성화가 기대된다. 그러나, 국내 BIPV 시공 기준(정부 고시·공고)내 정의 내용의 경직성과 아울러 공공 분야 설 치의무화 시장 집중 등으로 인해 다소 편중된 상태에 있는 실정이다.

국내 BIPV 정의 내용이 태양광 모듈을 건축물에 설치함에 있어 건축 물과 벽, 창호, 지붕재 등으로 한정하고 있다. 이러한 한정된 정의 내용이 도로, 방음벽 등 건축물 주변 및 부대 시설의 BIPV 설치 증가와 아울러, 철강, 플라스틱 등 융.복합 건축 자재 신기술 제조로 인한 다양한 BIPV 응용제품 개발, 출시 적용 둥 최근 추세에 부응하지 못하고 있다.

본 연구는 국내외 BIPV 시장 동향, 제도 변천, R&D.제조.시공 등 관련 계층별 시장 부진 요인 조사 등 선행 연구조사와 더불어 유사 BIPV를 포함한 BIPV 현장 사례조사와 관련 전문가 델파이 설문 조사를 거쳐 개정 대안을 마련하고, 현장에서 수용 가능한 최종 개정 방안을 도출하여 BIPV 시장 촉진화에 기여를 목적으로 수행하였다.

본 연구 도입 부분에서는 BIPV 설비와 관련된 현행 PV 기술 동향, BIPV 정의 등 이론 고찰과 아울러 국내.외 시장 동향, 시장 부진 원인 및 촉진 예상 환경 등에 대해설명하였다. 이러한 시장 동향, 시장 부진 원인 등을 잘 인식하고 있는 산업계 및 연구계 등 실무 종사자와 현장 사례를 중심으로 연구 방법을 전개하였다.

연구 방법 중, "제로에너지건축물 활성화 BIPV 적용 방안" 등 선행 연구조사를 인용한 결과 중, "BIPV 정의 내용 명확화 등" 일부정책 제안들을 발췌 선별하였다. 아울러, 이와 병행하여 실시한 "현장 사례조사" 과정에서 얻어진 결과물인 "준BIPV 도입, 이격 대안 등" 논거 항목들을 중심으로 다음 단계인 "전문가 델파이 설문 조사" 항목에 반영하였다.

현장 사례 조사에서는 BIPV 설비가 다수 설치된 "설치의무화 대상 공공기관 건물" 들을 주된 대상으로 하여 "RPS(신.재생에너지 공급 의 무)시설물", "제로에너지 인증 건축물" 및 "방음벽, 교량 외 기타 공작물" 등 다른 분야에 적용된 유사 BIPV 설치 건축물을 포함하였다.

금번 사례 조사를 통해 BIPV 제품 및 시공 경향, BIPV 시공기준 세 부 규정과의 불일치 사항들을 분석하였고, 아울러, "준BIPV 도입 필요성 외 이격 대안" 등 논거 사항들을 도출하였다.

본 연구 방법으로 채택한 전문가 델파이 조사는 1단계 3회 및 2단계 1회로 구분하여 단계적으로 시행하였다. 특히, 선행 연구 조사결과 인용에 있어서 BIPV 정의 정책 방안이 제품, 설계, 시공 및 제도 등 4가지 분야에 걸쳐 폭 넓게 제안한 반면에 금번 전문가 델파이 조사는 BIPV 정의 정책 방안 중, 제도에 국한하여 실시하였다.

전문가 델파이 1단계 및 2단계 조사 과정을 통해 BIPV 시장에 기여할 수 있는 "준BIPV 도입 규정화, 리모델링 등", 여러 대안들을 제시하여 현행 기설치 또는 진행 중인 BIPV 설비의 개.보수, 개조 등 시장 활성화를 기대하였다.

하지만, 산업계 및 연구계 등 다수의 전문가들은 현 BIPV 기술의 신뢰성과 안정적이고 인증받은 BIPV 제품의 유통, 설치 시공 등으로 건전한 시장 촉진을 기대하는 관점들이 우세하였다. 급격한 리모델링 도입 방안 등에 대해서는 부정적이며 상반된 대립 의견을 표출하여 "준BIPV 도입 규정화, 리모델링 도입 방안"은 채택되지 못하였다.

다만, "준BIPV 도입 방안"과 관련된 "이격 대안 방안"과 추가 피드백 요청 사항인 "BAPV 정의 명확화" 대안은 채택되었다. 미채택된 방안 중, "준BIPV 도입 규정화" 대안으로 추가 조사를 실시하여 "IEC BIPV 국제표준 정의"와 "프랑스 BIPV 지붕재 정의" 등 일부 내용을 인용 혼합한 3가지 신규 대안을 제시하였고, 그 중, IEC BIPV 국제표준의 "외피 기능 일부 인용"과 "국내 BIPV 정의 일부"을 절충한 방안이 채택되었다.

금번 델파이 전문가 조사 결과로 얻어진 "IEC BIPV 국제표준 일부 인용 및 국내 BIPV 절충안", "BAPV 개정 대안" 및 "이격 외 다른 대안" 등을 중심으로 현장 사례 조사 과정에서 수렴된 "열방출 대책 방안" 등과 상호 비교하였다. 또한, 현장에서 수용 가능하도록 이러한 개정 대안들을 보완 분석하여 "최종 개정 방안"을 도출하였다.

최종 개정 방안 도출과 관련하여 현 BIPV 국내 시장을 촉진하고 활성화를 위해서는 우선적으로 BIPV 설비를 일반 PV 설비와 다른 차별화 된 관점, 특히, 건축 자재, 전기발전 자재, 디자인 설계 등 융.복합 산업 육성 관점으로 인식을 전환해야 하고, 더불어 현 에너지시장 운용 관점에서 건축 시장 수용성 관점으로 발상의 전환이 요구된다.

또한, BIPV 시장의 다변화 등 저변 확대 차원에서 건축법 내 건축 자재(복합 자재)분류 포함 등 수용성 제고, BIPV 시험.연구 등 표준화 확대, BIM(건물디자인설계정보) 전문 인력 양성 등 기초 인프라 확충 지원이 긴요하다.

한편, 선진 해외사례와 같은 BIPV 유형 분류체계, BIPV 디자인 가이드 라인, 국내 REC(신재생에너지공급의무 MWh 거래 단위)가중치 신설 및 제로에너지 인증 건축물 자립률 요인 제고등 후속 과제에 대한 지속 적인 연구 지원도 필요하다.

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