태양광 건물은 건물 일체형 태양광 발전(BIPV, Building Integrated Photovoltaic)의 약자로, 태양광 발전 제품을 건물에 통합하는 방식인 건물 부착형 태양광 발전 시스템(BAPV, Building Attached PV)과는 다른 개념입니다. 태양광 발전 시스템은 특수 설계된 특수 태양광 모듈을 사용하고, 설치 과정에서 기존 건축 자재나 구성 요소를 교체하며, 건물에 태양광 시스템을 통합하는 기술입니다.

BAPV는 태양광 어레이와 건물의 조합입니다. 지붕에 태양광 패널을 설치하다 . 이것은 일반적으로 사용되는 형태이며 추가 바닥 공간을 차지하지 않는 것으로 알려져 있습니다.

BIPV는 태양광 패널과 건물을 통합하는 방식으로, 태양광 타일 지붕, 태양광 커튼월, 태양광 조명 지붕 등을 결합한 형태입니다. 이 방식은 태양광 건물을 통합한 형태로, 태양광 모듈은 단순히 발전 장치일 뿐만 아니라 건물 외벽의 일부이기도 합니다.

BIPV에 사용되는 모듈은 발전용 유리로, 신소재이며 카드뮴 텔루라이드 박막(CdTe) 태양 전지를 지칭합니다. 유리는 빛을 투과하는 기판 소재일 뿐입니다. CdTe 광전 재료로 코팅된 일반 유리는 절연체에서 전도성 도체로 변환될 수 있습니다. 벽돌, 커튼월 및 기타 건축 자재를 대체할 수 있으며, 태양광 발전 건물에 더 잘 적용될 수 있습니다.

태양광 건축 시스템은 발전 기능 외에도 건물 외벽 보호에 필요한 성능과 고유한 장식 기능을 갖추고 있습니다. 여기에는 내풍압성, 수밀성, 기밀성, 방음성, 단열성, 차광 기능 등이 포함됩니다. BIPV는 건물 외피, 에너지 절약, 태양 에너지 활용, 그리고 건물 장식의 완벽한 조화를 이룹니다. 주요 특징은 다음과 같습니다.

(1) 건축미학의 요구사항을 충족한다

태양광 건물에서는 관련 설계를 통해 정션 박스, 바이패스 다이오드, 연결선 등을 커튼월 구조에 숨길 수 있습니다. 이렇게 하면 직사광선과 빗물 침식을 방지할 뿐만 아니라 건물 외관에도 영향을 주지 않습니다. 건물과 완벽하게 조화를 이룹니다.

(2) 건물의 조명 요구 사항 충족

태양광 건물은 매끈한 초백색 강화 유리로 제작된 양면 유리 부품으로, 특정 광투과율을 달성하도록 조절할 수 있습니다. 건축물의 관광 구역에서도 광투과율 요건을 충족할 수 있습니다. 태양광 모듈의 광투과율이 높을수록 셀 배열이 얇아지고 발전량도 감소한다는 점에 유의해야 합니다.

(3) 태양광 발전은 오염이 없는 녹색 재생에너지원으로, 기존 발전으로 인한 환경오염을 줄일 수 있으며 환경보호에도 도움이 됩니다.

(4) 귀중하고 부족한 토지자원을 점유하지 않고 건물외벽 밀폐, 에너지 절감, 태양에너지 전환의 완벽한 조합

(5) 현장 발전 및 현장 이용으로 전력 송전 손실 감소

(6) 주간 전력소비 피크시간에 전력을 공급하여 전력수요의 피크를 완화하고 일부 전력의 자립을 실현합니다.

(7) 간단한 유지관리, 낮은 유지관리 비용, 신뢰성 있는 작동, 좋은 안정성;

(8) 핵심 부품인 태양전지는 수명이 길며, 결정질 실리콘 태양전지는 25년 이상의 수명을 가지고 있어 필요에 따라 발전 용량을 확장할 수 있습니다.

(9) 다른 지붕재와 결합하면 단열효과가 있고, 에어컨 부하를 줄여 에너지 소모를 절감할 수 있습니다.

(10) 건물과 일체화되어 건물의 유지 보수 구조재로 사용되어 건물 전체 비용을 절감하고 설치 비용을 절감하며, 추가 부지 확보나 기타 시설 건설이 필요하지 않습니다. 특히 인구 밀도가 높은 도시 건축에 적합하며, 토지 비용이 매우 중요합니다.

BIPV의 주요 형태

(1) 외벽 또는 지붕 시스템, 태양광 지붕, 벽체 구조는 건물 준공 후 별도의 태양광 발전 시스템을 추가하는 것을 말합니다. 이 유형은 패널 공정에 대한 특별한 요구 사항이 없으며 일반 태양광 모듈을 그대로 사용할 수 있습니다. 단, 풍압, 지진 및 풍하중이 발생하는 고도, 그리고 밀봉 성능을 고려하여 해당 지역의 기상 조건에 따라 적절한 설치 각도와 방향을 선택해야 합니다. 태양광 건물 전체에서 태양광 지붕 발전은 3/4를 차지하는데, 이는 지붕이 수광 면적이 더 넓어 지붕에 설치 시 더 많은 태양 복사를 받을 수 있기 때문입니다.

파사드 일체형 태양광 시스템은 반투명 커튼월과 불투명 커튼월로 구분됩니다. 불투명 커튼월은 주로 발전 효율이 높은 불투명 단결정 실리콘과 다결정 실리콘 부품을 사용합니다. 조명이 필요한 커튼월에는 불투명 태양전지가 사용되며, 비정질 실리콘 박막형 태양전지가 주로 사용됩니다. 장점은 높은 광투과율, 저렴한 가격, 편리한 생산, 그리고 맞춤형 색상 표현입니다. 단점은 광에너지 이용률이 낮다는 것입니다. 그러나 태양전지 사이의 간격을 조절하거나 배열을 줄임으로써 광투과율을 높일 수 있습니다.

(3) 섀도 볼타 태양광 발전 시스템. 주로 파빌리온, 카포트 및 기타 구조물에 사용됩니다. 광전 패널은 차양 부품으로 사용됩니다. 유휴 지붕 공간을 활용하여 전기를 생산할 뿐만 아니라 자외선을 차단하여 차량 노후화를 늦추고 차량 내부 온도를 낮추는 데 도움이 됩니다. 또한 차양 재료 절약 및 고급스러운 건축 외관에도 도움이 됩니다.