최근 태양광모듈의 장점과 태양열집열기의 장점을 결합한 복합모듈(PVT)을 개발해 신재생에너지보급시장에 참여하는 기업이 늘고 있어 보급 촉진 및 소비자 신뢰성 제고를 위한 PVT 제품의 성능 및 품질을 평가할 수 있는 평가기준 및 성능 평가기반 필요성이 꾸준히 제기돼 왔다.
이에 따라 산업통상자원부는 최근 ‘신재생에너지 표준화 및 인증고도화 지원사업’ 신규지원 대상과제인 ‘태양광·열 복합모듈 성능평가 기반구축’ 수행기관으로 한국산업기술시험원(KTL)을 선정했다. PVT 보급 확대를 위한 제품 성능 및 품질을 평가할 수 있는 평가기준 및 성능평가 기반 구축을 주도하고 있는 김필규 KTL 신재생에너지기술센터 박사를 만나봤다.
■ 태양광·열 복합모듈(PVT)은 어떤 제품인가
태양광·열 복합모듈(이하 PVT)은 태양광모듈과 태양열집열기가 결합된 제품이다. 보통 사람들은 태양광모듈과 태양열집열기 두 제품을 헷갈려 하는 경우가 많은데 태양광모듈은 햇빛을 흡수해 전기를 만드는 제품이며 태양열집열기는 햇빛을 흡수해 온수를 생산하는 제품이다. 두 제품 모두 햇빛을 흡수해 에너지를 생산하는 기능을 하지만 최종 생산되는 에너지는 다르다. 즉 태양광·열 복합모듈은 햇빛을 흡수해 전기와 온수를 동시에 생산하는 제품으로 정의할 수 있다.
기능적인 측면에서는 태양광모듈과 태양열집열기가 결합된 제품으로 단순히 태양광모듈과 태양열집열기를 위 아래로 결합한 제품으로 생각할 수 있지만 구조적으로 보면 완전히 다른 제품이다. 태양전지 셀 둿면에 집열면이 결합돼 있는 구조로 기존 태양광모듈과 집열기와는 확연히 다르며 태양전지 셀이 전기를 생산하면 집열부분이 지속적으로 열을 흡수하게 된다. 이때 냉각 효과로 인해 태양전지 셀 효율도 상승하게 된다. 태양광·열 복합모듈은 자연광을 이용해 전기와 온수를 생산하는 제품으로 새로운 형태의 제품이다.
■ 국내외 PVT시장 동향은
PVT는 새로운 형태의 제품으로 지금은 초기 시장이다. 빌딩의 옆면, 일반 주택의 지붕, 기존 태양광발전소 등 다양한 곳에 적용이 가능하다. 해외의 경우 미국과 유럽의 많은 곳에 설치되고 있다. 우리나라의 경우 해외와는 달리 온수 수요가 많은 나라에 포함되며 현재 온수와 전기가 필요한 곳에 수요가 존재하며 앞으로는 더 많은 수요가 생길 것으로 판단된다.
■ 이번 PVT 성능 및 품질 평가기준 구축 의미는
새로운 형태의 제품 개발 후 시장에 진입하기 위해서는 KS인증이 현실적으로 필요하게 된다. 그 이유는 제품 수요자의 경우 KS인증 제품은 아주 기초적인 성능과 내구성을 갖췄다고 생각하기 때문이다.
그러나 PVT의 경우 많은 기업들이 제품을 개발해 시장 진입을 시도하고 있지만 PVT의 KS인증 표준 및 체계가 없어 인증을 못 받고 있는 상황이다. 이번 과제를 통해 PVT의 인증이 마련되면 PVT시장 형성에 많은 도움이 될 것이다.
■ 해외 PVT 성능평가기준은 PVT인증기준은 국내외 모두 전무한 상황이다. 그래서 PVT제품의 인증기준은 해외에도 없는 상황으로 현재는 태양광모듈 인증 및 태양열집열기 인증을 둘 다 받아 제품을 판매하고 있는 실정이여서 기간 및 비용이 중복되고 있는 상황으로 국내도 같은 상황이다.
■ KTL의 이번 과제 수주배경은
소속돼 있는 KTL 신재생에너지평가센터는 태양광모듈 및 태양열집열기 제품의 KS 지정시험기관으로 운영되고 있다. 두 제품의 특성을 잘 파악하고 있으며 현재 국내의 경우 한 센터에서 태양광모듈과 집열기를 같이 시험평가하는 사례는 거의 없는 상황이다. 그동안 PVT분야 국책과제를 수행한 실적도 많다. 이런 이유로 이번 과제에 선정됐다고 생각되며 공주대학교가 참여기관으로 참여하고 있다.
■ 공기식 PVT는 이번 과제 대상이 아닌데
PVT는 액체식과 공기식 등 두 종류가 있으며 두 종류에 대해 KS표준이 필요한 상황이다. 일차적으로 액체식을 먼저 시작하기로 했으며 액체식 PVT의 KS인증 체계가 마련되면 기체식(공기식)도 시작할 것으로 보인다.
■ 가장 중점을 두고 있는 것은
PVT 제품 관점에서 보면 초기 시장 대응을 위해 시작되는 과제인 만큼 복합모듈 제품 특성에 맞는 효율측정방법과 소비자들에게 신뢰성 제고를 위한 내구성 평가방법 개발에 중점을 두고 있다. PVT의 경우 제품의 운영기간이 20년으로 설치 후 오랜 기간 동안 작동돼야 하므로 내구성 평가방법 개발이 가장 중요하다.
■ 이번 괴제를 통한 기대효과는
이번 과제의 궁극적인 목표는 PVT시장 형성을 위한 지원 마련이다. 시장 형성은 당연히 생산자와 소비자가 만드는 것이다. 그러나 우리는 KS체계 안에서 제품의 성능평가를 통해 생산자에게는 시장 진입을 위해 촉매역할을, 소비자에게는 신뢰성을 확보해 줌으로써 초기 시장 형성에 이바지할 것으로 보고 있다.
■ 꼭 하고 싶은 말이 있다면
KS표준 개발은 사실 시간도 많이 걸리고 어려운 작업이다. 그러나 많은 시간과 수고를 통해 얻은 결과물이 PVT 제품 개발에 많은 도움이 된다면 연구자로서 뿌듯할 것 같다. 이에 따라 과제를 최선을 다하고 싶다.
KTL 신재생에너지기술센터는
재생E분야 인증·성능평가 수행
안산과 부안에 위치한 KTL 신재생에너지기술센터는 △재생에너지분야 인증업무 △R&D 성능평가 업무 및 기업 제품화 개발 성능평가 △실증평가 및 시스템인증 등 차세대 업무영역 개발을 주요 사업으로 추진하고 있다.
먼저 재생에너지분야 인증업무는 국제인증시스템과 국내인증시스템으로 운영 중이다. 국제인증시스템은 회원국의 시험 검사기관에서 시험된 전기제품은 더 이상의 시험없이 회원국간 국제적으로 인정해 국제무역을 촉진시키기 위해 마련됐다. KTL은 2009년도에 가입해 태양광분야에서 활동 중이다.
또한 KTL은 신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급촉진법 제13조에 근거해 2008년 이후 신재생에너지설비에 대한 KS인증기관(한국에너지공단에서 위탁)으로 활동 중이다.
R&D 성능평가 업무 및 기업 제품화 개발 성능평가분야는 국내 제품 해외수출 지원 및 신제품의 국내 시장 진입 활성화를 위해 성능평가 및 신규 KS규격 제정에 참여하고 있다. 대표적인 사례로 실내 설치용 태양광 제품에 대한 출력측정방법 개발 및 내구성평가 실시로 해외 진출 지원, 태양광·열 복합 모듈 성능평가 지원으로 국내 시장 진입 활성화 지원 등이 있다.
실증 평가 및 시스템 인증 등 차세대 업무 영역 개발분야는 지상 태양광시스템에서 한층 발전한 수상태양광시스템 구축을 위한 수상형 태양광 종합평가센터 구축 및 수상형 태양광 실증단지 조성을 추진하고 있다. 신규 시장 창출을 위한 연구 및 기업 육성에 힘쓰고 있다.
최근 태양광모듈의 장점과 태양열집열기의 장점을 결합한 복합모듈(PVT)을 개발해 신재생에너지보급시장에 참여하는 기업이 늘고 있어 보급 촉진 및 소비자 신뢰성 제고를 위한 PVT 제품의 성능 및 품질을 평가할 수 있는 평가기준 및 성능 평가기반 필요성이 꾸준히 제기돼 왔다. 
■ 해외 PVT 성능평가기준은 
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