홍콩 홍푹 코트 화재는 경고의 메시지입니다. 건물 일체형 태양광 발전 시스템의 화재 안전은 어떻게 확보해야 할까요?

홍콩 훙푹 코트 화재는 건물 일체형 태양광 발전(BIPV) 시스템의 안전 문제를 업계의 주요 관심사로 부각시켰습니다. 특히 "굴뚝 효과"에 취약한 이 시스템은 국부적인 화재가 건물 내부 공간을 통해 빠르게 확산될 수 있어 옥상 설치형보다 훨씬 더 큰 위험을 초래합니다. 이러한 이유로 전 세계 대부분의 국가들은 건물 일체형 태양광 발전(BIPV) 시스템을 장려하면서 외벽 설치형 시스템에 대해 매우 엄격한 화재 안전 기준을 적용하고 있습니다.

I. 외벽 태양광 발전 시스템이 화재 확산에 더 취약한 이유는 무엇일까요? 스위스 사례 연구를 통해 살펴봅니다.

건물 일체형 태양광(BIPV) 시장에서 세계적으로 선두를 달리고 있으며 외벽 태양광 발전 시스템 도입이 널리 보급된 스위스는 통일된 표준이 부족했습니다. 이에 스위스 에너지청은 스위스솔라(Swissolar)에 환기식 외벽 태양광 발전 시스템의 화재 방호에 대한 잠정 지침을 개발하도록 의뢰하여 이러한 설치물의 안전 기준을 정의했습니다.

이 지침은 주로 '환기식 외관 태양광 시스템'을 다룹니다. 환기식 외관 태양광 시스템은 장식용 외장재로 태양광 모듈을 둘러싸고, 환기 공간이 모듈과 건물 구조물을 분리하는 구조입니다. 이 지침은 다음과 같은 네 가지 일반적인 화재 시나리오에 걸쳐 발생할 수 있는 잠재적 위험을 분석합니다.

인접 건물에서 튀는 불꽃에 의한 발화

건물 기초 또는 발코니에서 시작된 화재

실내에서 발생한 화염이 창문 틈으로 새어나와 건물 외벽에 불이 붙었습니다.

태양광 발전 시스템 자체 내부의 전기 아크 또는 부품 고장

이러한 시나리오에서 가장 두드러진 위험은 화재가 수직으로 빠르게 확산되는 것입니다. 특히 벽체 내부 공간의 깊이가 부족하거나, 자재의 난연성이 충분하지 않거나, 케이블 배선이 규정을 준수하지 않을 경우, 화염이 단 몇 분 만에 건물 전체를 집어삼킬 수 있습니다.

스위스의 분류 체계는 다음과 같은 점을 더욱 강조합니다.

높이 11미터 미만 건물: 상대적으로 위험도가 낮아 간소화된 요건 적용 가능;

높이 30미터 이상의 건물: 더욱 강화된 난연성 자재와 내화성 지지 구조물을 사용해야 하며, 연소 시험을 거쳐야 합니다.

모든 건물: 케이블 배선, 모듈 유리 종류 및 후면 시트 난연 등급에 대한 엄격한 사양을 준수해야 합니다.

이러한 기준은 중국의 현행 건물 방화규제보다 더 상세하며, 향후 중국에서 외벽 태양광 발전 시스템의 표준화를 위한 참고 자료를 제공합니다.

II. 홍콩 화재가 업계에 그토록 큰 파장을 일으킨 이유는 무엇인가?

홍콩의 고층 주거 건물들은 건물 간 간격이 매우 좁고, 강한 바람과 복잡한 발코니 및 외관 구조를 가지고 있어 밀집되어 있습니다. 만약 외벽의 태양광 발전 설비를 통해 화재가 확산될 경우, 다음과 같은 결과가 발생할 수 있습니다.

대피의 어려움

전파 속도

인접 건물에 영향을 미치는 2차 화재

기존 구조물의 경우보다 훨씬 뛰어난 성능을 보일 것입니다. 이것이 바로 최근 몇 년간 업계가 '외벽 태양광 발전 안전성'에 지속적으로 집중해 온 근본적인 이유입니다.

홍콩 훙푹 코트 화재는 태양광 발전 시스템과 직접적인 관련은 없었지만, 이 사건을 통해 엄격한 안전 기준을 충족하지 못하는 외벽 설치형 태양광 발전 시스템은 화재 확산을 가속화할 수 있다는 위험성을 다시 한번 일깨워주었습니다.

따라서 향후 태양광 발전 도입률과 관계없이 화재 안전 기준은 필연적으로 더욱 엄격해질 것입니다.

III. 건물 외벽 태양광 발전 시스템은 어떻게 설치해야 할까요? 자재와 케이블 선택을 간과해서는 안 됩니다.

수집된 정보에 따르면, 현재 업계에서는 건물 외벽용 태양광 발전 시스템(PV)에 대해 다음과 같은 측면을 우선시하고 있습니다.

1.  모듈 및 구조 재료의 난연성 등급 향상

– 이중 유리 모듈에는 강화 유리를 사용해야 합니다.

– 라미네이트 필름은 RF2(중국의 B1 등급에 해당) 기준을 충족해야 합니다.

뒷면 시트는 RF3(cr) 기준을 충족해야 합니다.

높이가 11m를 초과하는 지지 구조물의 경우, 모든 자재는 불연성(RF1/A급)이어야 합니다.

2. 굴뚝 효과 증폭을 완화하기 위한 합리적인 공동 깊이 설계

40~100mm의 안전 구역은 수직 방향의 화재 확산 속도를 크게 줄여줍니다.

3. 표준화된 케이블 배선은 매우 중요합니다.

수평 케이블 묶음은 6가닥을 초과해서는 안 됩니다.

수직 케이블 묶음은 3가닥을 초과해서는 안 됩니다.

벽 관통부에는 RF1 등급 슬리브가 필요합니다.

모든 케이블은 RF3(cr) 난연 등급을 충족해야 합니다.

4. 정기적인 점검은 필수적입니다.

고층 건물: 2년마다

중층 건물: 3년마다

저층 건물: 5년마다

스위스의 경험이나 현재 중국 규정을 바탕으로 하더라도, 건물 외벽 태양광 발전 시스템의 핵심 원칙은 다음과 같이 요약할 수 있습니다.

화재 안전은 시스템 설계 및 시공에서 최우선 순위가 되어야 합니다.

IV. 건물 외벽 태양광 발전 시스템과 에너지 저장 장치를 통합할 때 특별히 고려해야 할 사항은 무엇입니까? 하이줄(HJ 그룹)의 접근 방식은 참고할 만한 방향을 제시합니다.

'태양광 발전 + 에너지 저장'은 건물 자가 소비율 향상 및 전력 안정성 강화를 위해 외벽 태양광 발전 시스템과 분산형 에너지 저장 장치를 연동하여 운영하는 추세로 떠오르고 있습니다. 그러나 에너지 저장 시스템 자체도 전기 장비이므로 화재 안전 요건을 간과해서는 안 됩니다.

후이쥐 테크놀로지 그룹은 여러 프로젝트에 걸쳐 다음과 같은 사항들을 구현했습니다:

✔ 높은 안전 등급의 배터리 셀 및 구조 설계

열폭주 발생 가능성이 크게 줄어들어 배터리 관련 화재 위험이 현저히 낮아집니다.

✔ 다단계 능동/수동 보호 시스템

배터리 관리 시스템(BMS), 연기 감지, 온도 제어 및 자동 전원 차단 보호 기능이 포함되어 있어 열 폭주 또는 단락 위험에 대응합니다.

✔ 태양광 시스템과 상호 운용 가능한 에너지 관리 시스템(EMS)

지능형 연동 시스템은 건물 외벽의 태양광 발전과 에너지 저장 장치의 충전/방전을 동기화하여 전기 과부하로 인한 화재 위험을 줄입니다.

✔ 환경적으로 탄력적인 설치 방법론

UPS급 장비 보호 전략은 복잡한 도심 건물 환경에서 지속적인 작동을 보장합니다.

건축물에 적용할 경우, 태양광 발전과 에너지 저장 장치 간의 상호 작용을 최적화하면 에너지 효율이 향상될 뿐만 아니라 정교한 작동 및 유지 관리를 통해 전기 고장 위험을 줄여 전반적인 화재 위험을 낮출 수 있습니다.

V. 건물 외벽 태양광 발전은 '시공하기에는 위험 부담이 너무 크다'는 것이 아니라, '안전이 최우선이다'라는 것입니다.

건물 외벽 태양광 패널은 건물 일체형 태양광 발전(BIPV)의 필수 구성 요소로 자리 잡고 있지만, 그 고유한 특성 때문에 '단순히 브래킷을 부착하는 것만으로 충분한' 표준 설치 방식은 아닙니다.

재료, 구조적 안정성, 동력 전달 시스템 또는 에너지 저장 장치와의 연계 등 어떤 측면에서든 포괄적인 기준, 과학적 설계, 책임감 있는 시공, 그리고 지속적인 운영 및 유지보수가 필수적입니다.

스위스의 경험부터 홍콩 화재 참사의 교훈까지, 업계는 궁극적으로 하나의 방향으로 수렴하고 있습니다.

건물 외벽에 태양광 패널을 설치하는 것은 가능하지만, 더욱 엄격한 화재 안전 기준이 뒷받침될 때만 가능합니다.

태양광 발전 시스템의 안전을 최우선으로 고려하는 동시에 에너지 저장 시스템의 가치 또한 간과해서는 안 됩니다.

도시 건물이 저탄소 개발로 전환됨에 따라, 주거용, 사무용 및 상업용 건물의 외관과 배전 시스템에 태양광 발전 및 에너지 저장 설비가 점점 더 많이 통합될 것입니다.

건물 일체형 태양광 발전 프로젝트를 고려 중이시거나 안정적이고 안전한 에너지 저장 솔루션을 찾고 계신다면, 하이줄(HJ 그룹)의 에너지 저장 솔루션을 살펴보시기 바랍니다. 하이줄과 함께 더욱 안전하고, 지능적이며, 신뢰할 수 있는 에너지 전환을 이루어 나가겠습니다.