지붕에 태양전지 설치: 양면 테이프로 공사기간 1개월 단축

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-21

일본 E사는 공장 및 창고, 슈퍼마켓 등의 지붕에 태양전지를 신속하게 설치할 수 있는 더블 접착공법 NAI-X를 개발하였다. 지붕에 구멍을 낼 필요가 없으며, 양생기간도 불필요하다. 종래의 접착제 공법과 비교하여 공기를 최대 약 34일 단축 가능하다. 거의 1개월의 공사기간의 단축은 인건비의 절감과 직결된다. 태양광발전시스템의 도입비용을 억제하는 것이 가능하다. 많은 공장 및 창고 등에서는 “중첩식 절판 지붕“ 이라는 지붕을 도입하고 있다. W자형으로 구부린 금속판이 연속된 지붕구조이다. 이러한 지붕에 태양전지 모듈을 설치하는 경우, 일반적인 공법으로는 우선 지붕 위에 평평한 받침대를 설치하고, 그 위에 태양전지 모듈을 고정한다. 이러한 공법에서는 지붕에 받침대를 고정하기 위한 구멍을 내는 시공이 필요하다. 빗물이 새어 들어오지 않도록 하는 공법이 필요하여 작업시간도 많이 소요된다. 구멍을 내는 시공이 불필요한 공법도 있다. 그것이 이번에 소개하는 더블 접착공법이다. 지붕과 태양전지 모듈의 관계를 보면, 지붕에 전용고정자를 설치하고 그곳에 태양전지 모듈을 고정하는 형태이다. 지붕 자체의 고정에 사용하는 뾰족한 볼트가 나온 경우에도 60mm까지는 뾰족한 볼트의 절단 가공이 불필요하다. 이것은 전용 고정자의 높이가 있기 때문이다. 접착제를 최초로 채용한 것은 2011년으로 접착제가 부착된 전용 고정자를 지붕에 접착하고 그 위에 태양전지 모듈을 설치하는 것이다. 기본적인 사고방식은 이번 공법과 유사하다. 접착제 공법은 두 종류의 접착제를 사용한다. 초기 고정 접착제는 접착력이 강하게 되기 때문에 시간이 짧고, 장기 지속성 접착제는 접착력을 유지하는 시간이 길기 때문이다. 단 시공 개시 후, 초기 접착제의 접착력이 충분히 강하게 되기 때문에 양생기간이 필요하다. 여름철에는 약 2주간, 겨울철에는 약 4~5주간이다. 이 기간 시공을 중단해야 한다. 더블 접착공법 NAI-X에서는 양생기간이 불필요하다. 양생기간이 불필요한 이유는 초기 고정 접착제 대신에 고기능 양면 테이프를 채용하였기 때문이다. 전용 고정자의 구조를 보면, 표면의 바닥에 보이는 8개의 구멍은 장기 지속성 접착제를 사용하기 위한 것이다. 표면 중심에 고기능 양면 테이프가 있으며, 그 전후에 장기 지속성 접착제를 배치하였다. 전용 고정자를 지붕 표면에 고정한 모습을 보면 접착제가 빠져나와 있다. 전용 고정자의 크기는 150mm×50mm×35mm이다. 양면 테이프의 강도도 높다. 자동차의 외장부품 및 주택의 문패 등 다른 업종에서 채용실적이 있는 테이프다. 일반적인 양면 테이프는 기재에 종이 및 플라스틱을 채용하고 있다. 이번에는 강도가 높은 아크릴을 사용하였다. 사용한 양면 테이프의 전단 접착력은 18.7kgf/cm2(온도 0도)~6.9kgf/cm2(100도)이다. 더블 접착공법 NAI-X에서는 태양전지 모듈 1장당 4개의 고정자를 사용하고, 고정자 1개 당 양면 테이프의 면적은 4cm2이다. 따라서 16배의 접착력을 얻을 수 있는 형태이다. 전단 접착력 수직방향의 힘에 대한 능력을 나타내고 있으며, 일반적인 시공에서는 더욱 강한 힘에 견딘다. 양면 테이프는 신축함으로써 접착면의 굴곡에 추종한다. 지붕 면에는 잘 보이지 않지만, 약간의 까칠한 면이 있다. 굴곡에 추종하기 때문에 시공 전에 지붕 면을 연마할 필요가 없다. (그림 1) 절판 지붕의 구조 (그림 2) 기존 공법 (그림 3) 더블 접차공법 1yh20150115XSOL_board_378px.jpg 2yh20150115XSOL_oldmethod_540px.jpg 3yh20150115XSOL_newmethod_540px.jpg http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1501/15/news152.html