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사례연구를 통한 DSC에 의한 BIPV 가능성 분석 연구
Analyzing the Possibility of the Building Integrated Photovoltaic with DSC by the Case Studies 원문보기

교육녹색환경연구 = The journal of Sustainable Design and Educational Environment Research, v.16 no.2, 2017년, pp.54 - 63  

이응직 (세명대학교 건축공학과)

초록
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건물에너지 자립과 온실가스 배출 저감에 BIPV 역할이 증대되는 가운데 기존 결정계의 한계를 극복할 수 있는 DSC의 적용이 주목받고 있다. 특히 DSC의 다양한 색상과 투명성 그리고 방향에 무관한 작동성은 모듈의 다기능 복합재로서 BIPV폭을 크게 확장시킨다. 이에 사례조사 분석을 통해 DSC BIPV의 가능성을 살펴보고 그 활용성을 조망한다. 국 내외 각 3건씩의 사례 조사 분석을 통해 나타난 대부분의 DSC BIPV는 주로 창호와 차양 장치로 구현되고 있고 이는 DSC의 특성과 무관치 않다. 즉, 다양한 색상과 투명성의 모듈은 건물 외피디자인과 에너지 획득에 커다란 전환점을 마련하고 있는 것으로 파악된다. 한편으로는 적용모듈의 색상으로 인한 눈의 자극성이 존재하여 BIPV 창호적용에는 건물 및 실의 용도에 따른 색감 고려가 필수적이고 건물외피 적용을 위한 유연한 모듈개발의 경우 DSC BIPV는 상당히 기대되는 확산성을 가질 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The various colors and transparency of DSC and operability unrelated with directions greatly expand the use of BIPV, as a multi-functional composite of module. Therefore the possibility of DSC BIPV is examined by the case study and the analysis and then its applicability is examined. Most of the DSC...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이러한 연구를 통하여 기존의 결정형 태양전지에서 얻을 수 없었던 DSC의 장점을 건축에 접목하는 첫 단계로 창호로서의 가능성에 집중하고 그에 따른 실내 시 환경 및 에너지 성능분야의 관점을 제시한 의미 있는 성과를 나타내고 있다. 그러나 이러한 연구에서는 주로 창호적용에 대한 실험적 수준으로서 실제적이고 구체적인 건축적 고찰에는 미흡함이 있는 것도 사실이기 때문에 본 연구에서는 보다 심층적인 DSC BIPV에 대해 분석하고자 한다.
  • 본 연구는 사례 조사·분석을 통하여 DSC BIPV의 효과적인 적용을 도모함에 목적을 두고 있으므로 분석한 사례내용을 도표화 하여 [표4]와 같이 그 요소기술과 장·단점 그리고 개선안 등을 DSC의 건축적 역할을 중심으로 도출·정리한다.
  • 우선 본 연구의 대상인 DSC의 BIPV에 대해 인터넷, 전문서적, 학위논문 등의 문헌조사를 통한 DSC특성과 건물적용 선행연구 분석을 실시하여 현재의 상황을 파악하고자 하며, 아울러 BIPV로의 조건을 모듈 건자재 관점과 그에 따른 복합기능 요소로 고찰한다. 이를 바탕으로 지금까지 극소수에 불과한 DSC BIPV 대상건물을 국내와 국외로 구분·선정하여 각각의 건물마다 적용된 요소기술과 그 수준 정도를 분석하고 이 분야의 보다 효과적인 BIPV 적용 개선안을 제시하고자 한다.
  • 이 사례의 특징은 건축마감재로의 필요조건을 충족시키기 위해 3중 유리 GtoG 패널을 적용하여 물리적 내구성과 지붕이라는 위치적 특성에 의한 전기적 기능을 동시에 만족시킨 것이다. 색상과 투과율에 의한 실내는 상당히 밝은 상황인데 모듈색깔에 따라 실내 빛환경 조건이 영향을 받을 것으로 판단된다.
  • 이러한 연구를 통하여 기존의 결정형 태양전지에서 얻을 수 없었던 DSC의 장점을 건축에 접목하는 첫 단계로 창호로서의 가능성에 집중하고 그에 따른 실내 시 환경 및 에너지 성능분야의 관점을 제시한 의미 있는 성과를 나타내고 있다. 그러나 이러한 연구에서는 주로 창호적용에 대한 실험적 수준으로서 실제적이고 구체적인 건축적 고찰에는 미흡함이 있는 것도 사실이기 때문에 본 연구에서는 보다 심층적인 DSC BIPV에 대해 분석하고자 한다.
  • 이를 바탕으로 지금까지 극소수에 불과한 DSC BIPV 대상건물을 국내와 국외로 구분·선정하여 각각의 건물마다 적용된 요소기술과 그 수준 정도를 분석하고 이 분야의 보다 효과적인 BIPV 적용 개선안을 제시하고자 한다.
  • 이에 본 연구는 DSC가 적용된 BIPV 사례건물의 조사·분석을 통해 그 기술적 수준을 파악하여 DSC의 BIPV화 가능성과 개선 방향을 살펴봄으로써 디자인 심미성을 가미한 BIPV의 효과적인 적용과 확산에 일조하는 것을 목적으로 한다.
  • 특히 근래에는 DSC의 다양한 장점을 BIPV에 적용시키는 연구가 이루어지는 바, 본 연구에서는 그 사례를 조사·분석하여 장·단점을 살펴보고 그에 따른 개선안을 도출하여 시작단계에 있는 DSC BIPV 적용에 정보를 제공하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
BIPV에 대해 통일된 표준 제정이 힘든 이유는? 전기 및 건축기술의 융합요소가 강한 BIPV는 워낙 다양한 각각의 가능성이 존재하므로 일반 공산품과 같은 통일된 표준의 제정이 쉽지 않은 어려움이 있었다. 다행히 이 분야의 활성화를 위하여 2016년 말 ‘BIPV모듈 KS 인증’12)이 만들어져 BIPV 설계 및 시공, 모듈제작 등에 큰 진전이 있을 것으로 예상된다.
DSC의 장점은? 이를 통해 건물에너지 생산 및 소비감소와 온실가스 배출감소는 물론 새로운 건물외피 디자인 가능성 등을 실현시킬 스마트 건축기술로서 새로운 건축 패러다임에 부응할 것으로 기대되고, 그 대표적인 것이 염료감응형 태양전지 (Dye-Sensitized Solar Cell _이하 DSC)이다. 특히 DSC는 기존 실리콘 계열 태양전지와 비교하여 확실한 가격 경쟁력과 다양한 색상 및 투명성 그리고 유연한 형태의 모듈제작 등 BIPV 구현에 커다란 장점을 갖추어 그 활용성이 기대된다. 그러나 지금까지 DSC적용 BIPV 응용연구와 적용사례는 극소수에 불과한 실정으로 좀 더 실질적인 연구와 경험축적이 필요하다.
건물통합형 (또는 건물일체형) 태양광발전의 활용 폭이 커질 것으로 예상하는 이유는 이러한 관점에서 ‘패시브하우스’ 또는 ‘제로에너지하우스’ 등의 수동적인 건축기술과 아울러 적용되는 적극적인 요소기술인 건물통합형 (또는 건물일체형) 태양광발전 (Building Integrated Photovoltaic_ 이하 BIPV)은 앞으로 그 활용의 폭이 훨씬 커질것으로 예상된다. 왜냐하면 과거 비용적인 부분과 제한적인 태양전지 건축응용이 그 확산의 걸림돌로 작용하였으나 근년에 새로운 개념의 태양전지 상용화로 다양하고 효과적인 BIPV 가능성이 열리고 있기 때문이다. 이를 통해 건물에너지 생산 및 소비감소와 온실가스 배출감소는 물론 새로운 건물외피 디자인 가능성 등을 실현시킬 스마트 건축기술로서 새로운 건축 패러다임에 부응할 것으로 기대되고, 그 대표적인 것이 염료감응형 태양전지 (Dye-Sensitized Solar Cell _이하 DSC)이다.
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참고문헌 (20)

  1. 이응직, [특집] "녹색건축을 위한 BIPV 소고(小稿)", 대한건축학회지, 제 55권 제 10호, 2011 

  2. 안성우, "페로센 전자주개를 지닌 광감응제 기반의 염료감응형 태양전지 연구", 중앙대학교 대학원 석사학위논문, 2016 

  3. 신백균, 유기박막 태양전지의 현재와 미래, 조명전기학회지, 제 27권 제 6호, 2013 

  4. 정훈, 국내외 태양광기술개발 및 시장동향, 한국진공학회, 제3권 제2호, 2016 

  5. 엄재용 외, 단열성능 개선을 위한 진공유리가 부착된 BIPV Module 개발에 관한 연구, 한국태양에너지학회 논문집, v.34 n.2, 2014 

  6. 조한, 건물 통합형 태양광 시스템의 건축 디자인적용 방법 연구, 대한건축학회논문집 계획계, v.22 n.8, 2006 

  7. 심세라 외, 냉.난방 및 조명에너지를 통합 고려한 DSSC BIPV창호의 사무소건물 적용 효과 연구, 한국태양에너지학회 논문집, v.31 n.3, 2011 

  8. 정우람 외, 빛환경 및 건물에너지성능을 통합 고려한 사무소건물용 DSSC BIPV창호 적정 투과율에 관한 연구, 한국건축친환경설비학회 논문집, v.6 n.3, 2012 

  9. 김효중 외, DSSC(Dye-Sensitized Solar Cell) 건축창호의 채광성능 및 선호색 분석을 통한 적정 적용범위 평가, 대한건축학회논문집 계획계, v.28 n.06, 2012 

  10. 강만구, 연료감응 태양전지 기술동향, 전기전자재료지, 제 28권 제 11호, 2015 

  11. 산업표준심의회, 건물일체형 태양광 모듈(BIPV)-성능평가 요구사항, KS C 8577, 2016 

  12. Graezel. M., Solar Energy Conversion by Dye-Sensitized Photovoltaic Cells, Inorg. 2005 

  13. Thomas, S.; Deepak, T. G.; Anjusree, G. S.; Arun, T. A.; Nair, S. V.; Nair, A. S., A Review on Counter Electrode Materials in Dye-Sensitized Solar Cells. J. Mater. Chem. A, 2014 

  14. https://en.paperblog.com/current 

  15. https://www.flicker.com 

  16. https://www.dbz.de/artikel 

  17. https://juanbisquert.wordpross.com 

  18. https://www.glaswelt.de/GLASWELT-2016-11 

  19. https://www.gat.st/news/smartness-progress 

  20. https://www.kristiansand.kommune.no/ 

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오픈액세스(OA) 유형

BRONZE

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