건물 지붕에서 태양광발전, "쿨루프 및 전기요금 절감 효과"

여름철 옥상표면, 양지·음지 간 하루 최대 20도 차이

7일 낮 계명대 성서캠퍼스 오산관 옥상에 설치된 태양광 집광판 그늘 아래서 김해동 교수가 바닥 온도를 측정하고 있다. 우태욱 기자 woo@msnet.co.kr

건물 지붕에 태양광발전 집광판을 설치하면 건물 내부 온도와 도심 열섬현상을 낮출 수 있다는 연구결과가 나왔다. 아울러 전기에너지를 생산해 전기요금 역시 절감할 수 있어 일석삼조의 효과를 거둘 수 있다는 것이다.

김해동 계명대 교수(지구환경학과)는 지난달 9일 강원 홍천에서 열린 제1회 한국 지구과학 연합학술대회에서 '건물 옥상 태양광 패널의 미기상학적 열적 영향 관측연구'라는 공동연구논문을 통해 이 같은 내용을 발표했다고 10일 밝혔다.

김 교수는 올해 초부터 계명대 환경학부 건물(오산관) 옥상에 발전설비용량 30kW/h 규모 집광판을 설치, 집광판 표면과 집광판 그림자로 인해 생겨난 옥상 음지 표면, 그늘이 없는 옥상 양지 표면 및 주변 기온을 관측해 왔다.

조사결과 집광판에 의해 생긴 음지 바닥 표면 최고 온도는 32~35℃로 나타나 양지 바닥 표면(50~54도)보다 20도가량이나 낮았다. 같은 시간대 집광판 표면 온도는 양지 바닥보다 7도가량 낮은 43~47도였다.

이는 태양광 집광판의 복사열 저장용량이 콘크리트, 벽돌 등 건축자재보다 적다 보니 밤이면 금방 차갑게 식어 주변 기온을 낮추고, 일조량이 가장 많은 여름철에도 꾸준히 그늘을 만들어 줘 건물 표면이 머금는 열을 줄이기 때문이다. 옥상에 차열성 페인트를 칠해 복사열을 반사시키는 '쿨루프'(Cool roof)와 같은 기능을 하는 것이라고 김 교수는 설명했다.

아울러 도심 곳곳에 태양광 집광판을 설치할 경우 기존 산간지역, 임야, 농경지를 개발해 태양광발전을 할 때와 달리 자연훼손 우려가 없어 친환경적이고, 생산지역으로부터 멀리 떨어진 소비지역까지 전력을 보내는 과정에서 유실되는 전력도 줄일 수 있을 전망이다.

김 교수는 "건물 옥상에 태양광 집광판을 설치하면 재생에너지 발생에 따른 주민 소득 증대, 건물 내부로 전달되는 태양열이 줄어드는 데 따른 냉방에너지 절감, 복사열 도심 열섬 현상 감소의 3가지 이익을 얻을 수 있다"며 "기업 등 대규모 자본이 투자된 태양광 발전소보다 시민들이 주도적으로 태양광 발전에 참여했을 때 주민 소득 증대와 지역 발전이라는 긍정적 효과가 더욱 기대된다"고 말했다.