▲ [사진 = ㈜칼선]

정부에서 탄소중립 및 에너지 문제 해결을 위해 연도별로 건축물에 대한 제로에너지 의무화를 추진하고 있다. 2020년부터 1,000m²이상 공공 건축물을 시작으로 당장 2년 후인 2025년부터는 1,000m² 이상인 민간건축물, 500m²인 공공건축물, 30세대 이상인 공동주택으로까지 의무화 단계가 확장될 예정이다. 또한 2030년까지는 모든 500m² 이상 건축물을 대상으로 한 제로에너지 의무화가 시행될 예정이다.
이처럼 제로에너지 건축 물결이 일면서 건물일체형 태양광 시스템인 BIPV가 엄청난 주목을 받고 있다. BIPV는 건물 외벽 건축자재 역할을 하는 것과 동시에 태양광 발전을 통해 전력을 생산하는 새로운 건축재다. 건물에서 자체적으로 신재생에너지인 태양광을 사용할 수 있기에 탄소 중립을 위한 필수적인 건축재로 평가받고 있다. 이런 가운데 적극적인 설비투자와 연구개발을 통해 우수한 기술력과 제조공장, 그리고 부설연구소 및 안정된 인력구성을 확보하고 국내 BIPV 업계를 선도하는 국내 중소기업이 주목을 받고 있다. 시대와 환경 그리고 세계 고객의 요구에 맞춰 BIPV를 포함한 다양한 태양광, 항공조명등 기술 및 제품을 개발 및 생산하고 있는 ‘㈜칼선(대표 안용진)’이 그 주인공으로 본지에서 집중 취재를 진행하였다.

▲ [사진 = ㈜칼선]

제작부터 시공까지 원스톱으로 진행되는 원스톱, ‘30MW 스마트 팩토리 모듈라인’ 구축
‘㈜칼선’, 국내 BIPV 시장을 선도하는 기업으로 발돋움 하다
2017년 설립된 ㈜칼선은 고객 우선, 전문성, 혁신성, 주인의식, 자부심, 상생의 가치를 바탕으로 방폭항공장애표시등을 비롯한 태양광 모듈 관련 제품을 전문적으로 생산하는 업체다. 최근에는 공격적인 투자와 오랜 연구개발을 통해 최고급 설비와 우수한 기술력을 확보하며 국내 BIPV 시장을 선도하고 있다.
‘BIPV’란 ‘건물일체형 태양광발전(Building Integrated Photovoltaic)’을 의미한다. 건물의 창호나 벽면, 발코니 및 지붕재 등 건축물의 외장재 대신에 사용하여 건축물 자체가 태양광 모듈이 되어 전력을 생산하게 된다. BIPV는 기존의 태양광 발전과는 다르다. 전력 수요처와 생산지가 같은 만큼 송배전 손실이 없으며, 기존에 건축물 천장에 건설하는 태양광 발전시스템과도 많이 다르다. 건물에 추가로 태양광 발전시스템을 설치하는 게 아니라 건축재 자체가 태양광 발전 시스템 역할을 하므로 건설비용까지 절감할 수 있는 친환경적인 분산전원 시스템이라고 할 수 있다. 이러한 장점 덕에 최근 정부가 적극적으로 추진하고 있는 제로에너지 빌딩 정책에서도 가장 핵심적인 사업 분야로 주목을 받고 있다.
BIPV의 기술력이 더욱 중요한 이유중 하나는 친환경성과 경제적인 이유도 있지만 미적 기능도 높은 건축재이기 때문이다. 기존 태양광 발전은 태양광 모듈을 천장 등에 설치해서 올려두는 형식이기 때문에 심미성은 중요하지 않았다. 하지만 BIPV는 그 자체가 건축재로 사용되기 때문에 별도의 설치 부지가 필요 없지만 건물의 통일성과 위치에 따른 위화감이 생기지 않도록 해야 하고, 건물 디자인 요소로 활용하면 심미성을 상승시킬 수 있다. 또한 건물과의 조화를 통해 건물 부가가치를 향상시킬 수도 있다.
㈜칼선은 BIPV모듈의 주문 제작으로 고객이 원하는 사이즈로 제작해서 제공하고 있다. 또한 BIPV 모듈 제작부터 시공까지 원스톱으로 진행되는 ‘30MW 스마트 팩토리 모듈라인’을 구축했으며 고객의 요구와 시장의 흐름에 신속하게 대응할 수 있는 기반을 확보하기 위해 핵심 역량을 비축한 인력들을 결합해 안정된 인력을 보유했다. 최근에는 M6에서 M10까지 soldering할 수 있는 장비를 도입했으며, 이 장비는 최대 2.5m 제품까지 태양광 모듈의 발전 효율 및 불량검사를 진행할 수 있다.

▲ [사진 = ㈜칼선]

시공 후 프레임이 전혀 노출이 되지 않는 ‘제로프레임(KALSUN ZERO FRAME)’ 공법
BIPV 전면 부착이 용이한 ‘Z-bar’, 내구성이 매우 뛰어나고 안전성도 겸비해
㈜칼선은 BIPV 관련한 다양하고 우수한 기술력을 보유하고 있다. 그중 가장 대표적인 기술력을 꼽자면 ‘제로프레임(KALSUN ZERO FRAME)’ 공법, BIPV 전면 부착이 용이한 ‘Z-Bar’ 공법, 그리고 세라믹 도트를 활용한다는 점이다.
기존에 일반적인 BIPV 패널의 경우에는 시공 후에 프레임이 반드시 노출이 된다. 하지만 ㈜칼선의 제로프레임은 시공 후 프레임이 전혀 노출이 되지 않는다. 프레임이 노출되는 경우에는 건축물의 심미성이 떨어지는 것은 물론이고 빗물이나 눈, 미세 먼지 등으로 오염이 발생하여 발전 효율이 떨어진다는 큰 단점이 있다. ㈜칼선에서는 이를 개선하고자 BIPV 모듈 정면에서 보이는 프레임의 노출을 최소화하여 제로프레임 기술을 개발했고, 앞서 언급한 문제점을 완벽하게 보완했다. ㈜칼선 안용진 대표는 “기존의 시공 방법은 최대 40mm 정도의 프레임 노출이 있었다. 당사의 제로프레임은 마감 후 정확하게 유리만 남고, 프레임은 외부에 전혀 노출이 되지 않는다”고 언급했다.
‘Z-bar’는 BIPV 전면 부착이 용이한 공법이다. 단열보조틀인 Z-bar는 내부 기밀, 방습지를 설치하기 위한 바탕재로도 겸하여 사용할 수 있고, 모듈설치 장소에 기 설치된 고정구조물(철제프레임이나 C형강 등)에 임팩트 드라이버를 이용해 스크류 등으로 고정한 뒤 다시 백업재를 충진하고 Weather Seal로 마감한다. 기존의 양면테이프와 실리콘을 활용한 일반적인 부착 공법에 비해 내구성이 매우 뛰어나고 안전성도 겸비한 공법이라고 볼 수 있다.

▲ [사진 = ㈜칼선]

세라믹도트 코팅으로 컬러는 더욱 선명하게 만들고, 눈부심 현상은 방지해
20도까지 휘어져도 끄떡없는 ‘IBC셀’ 적용, 최대 3m 크기에 무게는 1/3로 줄여
BIPV에 세라믹도트를 사용해 코팅했다는 것과 IBC셀을 사용했다는 것도 눈여겨 볼만하다. 세라믹 코팅을 하게 되면 BIPV 색감이 굉장히 선명해지기 때문에 컬러제품에 사용하면 더욱 높은 효과를 볼 수 있고, 빛 반사도 적어서 눈부심 현상도 방지할 수 있다.
IBC셀은 전면이 극이 없고 일반 셀에 비해서 텐션이 매우 높다. 따라서 어느 정도의 휘어짐으로 인한 파손이 없다. 일반 셀은 얇은 유리와 같아서 휘어짐이 발생하면 내부에 있는 셀이 깨지거나 파손이 생기고, 결국 발전 효율이 크게 떨어지게 된다. 고층에 시공할 경우 풍압과 온도차에 의해서 파손되어 아래로 떨어질 위험도 있다. 하지만 IBC 셀은 20도까지 휘어져도 파손이 되지 않기 때문에 매우 안전하다. 안 대표는 “최근 초고층 빌딩에 시공하는 대형 BIPV 모듈은 매우 크고 무겁고 사람이 직접 옮겨야 하기 때문에 그 과정에서 쉽게 파손이 되는데 그러한 파손을 방지할 수 있다”고 덧붙여 설명했다.
㈜칼선에서는 최근 강판일체형 태양광 모듈도 개발했다. 최대 3m까지 제작할 수 있는 제품으로 고층빌딩에 사용하기 매우 적합한 제품이다. 보통 고층 빌딩에 많이 사용되는 1m*2m 대형 모듈의 경우 무게가 100kg까지 나가는데, 설치를 위해 운반이 힘들고 그 과정에서 파손의 염려도 크다. 칼선은 이러한 단점을 보완하기 위해 유리에 Honeycomb을 부착해 무게를 1/3까지 줄였다. Honeycomb은 강도랑 평활도가 굉장히 좋아서 건축 외장재나 비행기 재질에도 많이 사용되는 자재다. 이 제품은 현재 KS인증 진행중이며, 건축자재 인증, 그리고 내진 시험 및 차음 시험을 완료하였으며, 유해물질제한지침 인증도 획득했다. 올해 안에 우수제품 인증을 받고 조달청에도 등록할 예정이다. 안 대표는 “모듈의 후면에 Honeycomb 패널을 적용한 모듈로 G to G에 적용되는 Glass의 두께를 최소화할 수 있기에 기존 G to G 모듈의 단점인 무게를 30% 경량화가 가능하다. 또한 설치 및 운반 용이성 면에서도 유리제품 BIPV와는 차별화되며 강도와 내풍압성이 높고 견고한 설치가 가능하다”고 언급했다. 또한 칼선의 건식공법은 실리콘이나 콘크리트 등을 사용하지 않고 특수 제작된 프레임과 클램프를 이용해 고정 시키는 공법이다. 클램프에 의해 단위 모듈이 지지되기에 상부의 하중이 하부로 전달되지 않으며, 모듈 후면에 공간이 형성되어 열류 작용을 감소해 단열효과를 높이고 벽체 내부 결로를 어느 정도 방지할 수 있다. 또한 단위 모듈로 이루어져서 보수 공사가 쉽고 시공이 빠르며 간단하다. ㈜칼선의 뛰어난 기술력과 우수한 제품은 이미 널리 인정을 받고 있다. 한국에너지공과대학교 데이터센터에 설치가 예정되어 있으며, 전북 남원시 이음센터 및 전국에 있는 여러 교육기관에도 설치되었다.

▲ [사진 = ㈜칼선]

고층건물 전용 BIPV 태양광모듈 ‘솔라스판’ 출시, 투명효율 20% 컬러효율 19%의 최고효율
㈜칼선에서는 최근 신제품도 출시했다. 모든 대형 건출물에 대한 제로 에너지 의무화가 시행되는 만큼 대형 건물의 BIPV 시작을 겨냥한 고층건물 전용 BIPV 태양광모듈 ‘솔라스판’이다. 이 제품은 투명효율이 20%에 컬러효율이 19%라는 최고 효율을 자랑한다. G to HNC 제품으로 내구성이 매우 강하고, 내화/내진/차음/흡음 기능을 가지고 있다. 기존의 G to G 모듈 대비 30%의 경량화를 이루었으며, 건식공법으로 설치가 가능하다. 또한 높은 단열에 방한 성능을 가지고 있으며, 파손 시 비산을 방지한다. 업체 관계자는 “1~1.5T의 스테인리스 또는 알루미늄 허니컴을 감싸고 있는 형태다. 용접방식 사용시 알루미늄의 경우 600도 이상, 스테인리스 1,200도 이상의 내열 온도를 가지고 있어 기존 허니컴 방식의 단점이 완벽히 개선되었다”고 언급했다. 허니컴 판넬 코어의 벌집 구조 특성 상 차음에 효과적이며, 단열에도 효과적이다. 내구성을 보면 알루미늄 허니컴 판넬은 박리강도 300N.nm/mm, 인장강동 20MPa, 탄성 71.4ton으로 높은 내구성 및 충격저항을 가지고 있고, 고층빌딩에 활용할 수 있는 만큼의 충분한 내진성능을 가지고 있다.

▲ [사진 = ㈜칼선]

세계에서 인정받고 있는 ㈜칼선의 항공장애등, 인천공항공사 및 UAE 바카라 원전에 설치
㈜칼선은 항공장애등에도 긴 업력과 전문성을 보유하고 있는 업체다. 항공장애등이란 야간 항공에 장애가 될 염려가 높은 건축물이나 위험물의 존재를 알리기 위한 조명장치로 조종사가 이를 회피할 수 있도록 하는 중요한 장치다. 이 항공장애등이 없어 2013년에 헬리콥터가 아파트에 충돌 및 추락한 사고가 발생했을 정도로 안전한 항공을 위해 필수적인 도구다.
㈜칼선은 다양한 항공장애등을 생산하고 있으며, 특히 방폭 항공장애등 분야에서 매우 뛰어난 기술력을 확보하고 있다. 방폭항공장애등은 석유나 화학 Plant 등 폭발 위험성이 큰 환경에 노출된 곳에 설치하는 제품으로 내부 폭발이 외부 폭발로 이어지는 2차 폭발을 방지하기 위한 제품이다. 항공안전은 물론 건축물의 안전까지 확보하는 항공장애등으로 IECEx, ATEX, INMETRO 방폭인증, KCs 안전인증 등을 획득하고 ICAO의 광학적 요구 사항을 만족했다.
이 밖에도 태양전지식 LED 항공장애표시등, 항공장애표시등 보조구, 활주로 임시폐쇄안내 시각보조시설 등의 항공 안전을 위한 다양한 제품을 제공하고 있으며, 헬리포트시스템까지도 제공하고 있다. 특히 헬리콥터 이착륙장 등에서 사용되는 방폭 착륙구역등의 경우 UAM 수소충전소에 설치할 수 있을 정도로 안전성이 높고 내부식성, 방수성도 높으며 눈부심을 방지하는 LED 렌즈까지 사용했다. ㈜칼선의 항공장애등은 뛰어난 기술력과 안정성을 인정받아 한국전력공사와 Trusted Partner 관계 및 신뢰품목으로 등록되어 있으며, 인천공항공사를 비롯한 다양한 장소에 설치 되어 있다. 또한 한국전력공사가 건설한 UAE 바카라 원전에도 ㈜칼선의 방폭항공장애등이 설치되는 등 국내외로 우수한 기술력을 인정받고 있다.
이밖에도 방폭형 서클라이트인 Touchdown Circle Lighting, 방폭형 투광등인 Helideck Floodlight를 개발 완료하고 올해 10월 경에 출시할 예정이다.
뛰어난 기술력을 바탕으로 다양한 제품을 개발해온 ㈜칼선은 에너지특화기업, 전남스타기업, 첨단기술기업 등에 지정되었으며, 2021 스위스 제네바 국제발명 전시회에서 금상을 수상하는 등의 성과를 일구어냈다. 안용진 대표는 마지막으로 “현재 당사에서 자체적으로 연간 40메가 생산량을 생산할 수 있는 설비를 갖추고 있다. 하지만 향후 더욱 커지는 BIPV시장을 대비해서 향후 2년 내에 BIPV 자동화 라인을 추가로 도입하고 적극적으로 대응하려고 한다. 올해 코넥스 상장을 목표로 하고 있으며 3년 안에 코스닥 상장을 통해 확대되는 시장을 선점하려고 한다”고 언급하며 앞으로의 포부와 힘찬 청사진을 밝혔다.