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알아보자 - 탄소중립건축을 위한 태양광 패널
2026-04-21 오후 3:52:30


최근 들어, 길을 갈때마다 건물 옥상이나 혹은 건물 주차장 등에서 태양광 패널들을 심심찮게 볼 수있다.
예전에 본 기자가 쓴 기사 중 2050탄소중립을 언급 한적이 있다.
현재, 대한민국의 탄소 배출량중 대략 1/4에 해당하는 비율을 건축 에너지 부분이 차지한다고 한다.
실제로, 국토부는 이러한 실상에 2021년 12월 국토교통 2050 탄소중립 로드맵을 제시하고 제로 에너지 건축물 활성화와 기존 건축물의 그린 리모델링을 주요 과제로 삼았다.
제로에너지 건축물을 위해서는 결국, 신재생에너지 요소 즉시 액티브 요소가 중요해진다.
그렇다면 왜 많고많은 신재생 에너지들 중 태양광 패널일까?
태양광 발전의 효율은 태양의 입사량을 전기로 변환하는 효율이다.
태양광 패널의 효율은 제품에 따라서 상이하지만 상용화된 태양광 패널의 효율은 대략 15%이다.
이는 물론 일반적인 풍력발전의 효율 30%, 수력발전의 효율 80%에 비해서 한참이나 효율이 좋지 않다.
그러나, 일반적인 태양이 비치는 곳 어디서든 태양광 패널을 통해 전기를 생산할 수 있고, 설치비용이 저렴합니다.
또한, 그 외에도 유지 관리가 다른 신재생 에너지들에 비해서 쉽고, 설치장소에 제한이 거의 없기 때문에 제일 건축물에 알맞은 신재생 에너지라고 할 수있다.

그렇다면 태양광 패널의 원리는 무엇일까?
이는 광전효과 때문이다.
광전효과는 금속 등의 물질이 한계 진동수보다 큰 진동수를 가진 전자기파를 흡수했을 때 전자를 내보내는 현상이다.
이 때 방출되는 전자를 광전자라 하는데, 보통 전자와 성질이 다르지는 않지만 빛에 의해 방출되는 전자이기 때문에 붙여진 이름이다.
이에 의해, 태양광 패널에 빛이 도달하게 되면 P-N형 반도체에서 자유전자와 정공이 생기게 된다.
여기서 자유전자는 저항이 없는 회로로 이동하게 되며, 반대방향으로 전류가 흐르게 되는것이다.
그렇게 생긴 직류전기(DC)를 접속반에 모은 후, 이를 인버터에서 교류전기(AC)로 바꾸어 가정에서 사용할 수 있게하고, 또한 남는 전기는 전신주에 공급을 한전에 판매하게 되는 것이다.
이러한 방식에서 태양광 발전 설비는 크게 3단계로 나뉘어지는데, 계통연계형 시스템, 독립형 시스템, 주택형 시스템이있다.
계통연계형 시스템은 태양에너지를 따로 저장하지 않고 부족할때마다 전기를 끌어쓰는것이다.
독립형 시스템은 축전설비가 따로 있어, 야간이나 태양광이 부족할때 전력을 끌어쓰는 방식이다.
마지막으로 주택형 시스템은 물 외피에 전자판을 이용하는 건물 일체형 태양광 모듈을 건축물 외장재로 사용하는 태양광 발전 시스템이다.
이를 BIPV(Building Integrated Photovoltaic System)라고 부르는데 창호나 벽면, 발코니 등 건물 외관에 태양광 모듈을 장착하여 자체적으로 전기를 생산하는 방식으로, 건축물에 바로 활용 가능하다.

이러한 태양광 발전의 장점으로 인해 우리가 체감하고 있듯이 점점 더 주목도는 늘어가고있다.
아사히신문은 2022년 도쿄가 환경 확보 조례 개정안을 도의회에 제출했다며 가결되면 신축 단독 주택에 태양광 패널 설치를 의무화하는 전국 최초 사례가 된다고 보도했다.
이는 도내 4%의 전기를 생산할수 있을것이라 기대한다고 밝혔다.
또한, 서울시도 2023년 민간건물 외벽에 태양광 발전시설을 설치하는 건물일체형 태양광(BIPV) 보급사업을 추진한다고 밝혔다.
이렇듯, 이미 그린리모델링에서 태양광 설비는 어느새 발빠르게 우리들의 곁으로 다가왔다.
최근, 에너지 문제가 심각해지며, 전기세도 나날히 늘어가는 지금, 태양광 설비를 고려해보는것은 어떨까
- 경기권, 성균관대학교 이한상 학생기자
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▶ 경기권 성균관대학교 이한상 기자(hslee3099@naver.com)
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