온실화로 인한 지구 환경 위기를 맞아 전세계 기업들이 탄소배출을 줄이고 재생에너지 발전에 온힘을 다하고 있다. 태양광 재생 에너지 활용도 활용이지만 그 효율성이 더욱더 중요해졌다. 이런 가운데 대만전력공사가 건물과 태양광 발전소를 통합해 에너지 발전 효율을 최대화한 이른바 ‘태양 바위(Sun Rock)’ 건물을 짓고 있어 관심을 모은다. 그중에서도 주목할 만한 부분은 태양광 빛을 최대한 쬐도록 바위형태로 설계한 것, 그리고 건물에 주름을 넣어 태양광패널 각도를 조정할 수 있다는 부분일 것이다. 우리나라 정부, 기업 및 에너지 연구 관계자들도 여러 모로 참고할 만해 보인다.

완공되면 연간 100만 킬로와트시(kWh)의 태양광 에너지를 생산한다. 우리나라 대도시 한 곳의 수요 전력을 이 친환경 발전소가 고스란히 책임질 수 있게 되는 셈이다. 2021년 기준 우리나라 대도시(인구 50만명 이상) 기준에 해당하는 도시엔 성남,청주,부천,화성,남양주,전주,천안,안산,안양,김해,평택,포항,시흥시 등이 포함된다. 우리나라 1인당 전력 소비량은 2020년 현재 9826kWh이므로 1가구당 2인씩 계산하면 족히 50만 가구의 소비 전력량을 충족시킬 수 있다는 계산이 나온다.

네덜란드 MVRDV란 회사가 지난달 중순 대만전력공사의 의뢰를 받아 설계해 대만 중서부 해안에 지어지고 있는 ‘태양바위(sunrock·선록)’프로젝트 건물 설계 내용과 작동원리 및 효율 등을 발표했다. 이를 소개한다. (MVRDV는 네덜란드 로테르담에 있는 건축회사이자 도시설계 회사다. 1993년 설립됐다. 회사명은 창립 멤버인 세사람 성을 조합해 만들어졌다.)

대만전력공사의 야심찬 ‘태양바위’ 건물은

태양 전지판을 단 이 일체형 ‘태양 바위’ 건물은 대만 정부 산하 전력 회사인 대만전력공사의 운영 시설로도 기능하며 사무실, 유지보수 작업장, 저장 공간, 공공 갤러리가 포함된다.

이 프로젝트는 대만정부가 계획중인 녹색 에너지로의 전환에 대비해 이뤄지고 있다. 태양 바위 건물의 형태와 외관에 이르는 설계의 초점은 가능한 한 효율적으로 태양 에너지를 생산하는 데 맞춰져 있다.

따라서 이 건물은 일반인들에게 이러한 목표를 표현하는 대만전력공사의 의도, 즉 ‘건물 안 의 (녹색에너지)선언서’ 역할을 한다.

네덜란드 MVRDV, 에너지 활용량 극대화 설계 내용은

MVRDV 팀이 설계한 태양 바위 빌딩은 대만 타이정시(臺中市) 서부 해안가 창화빈해산업단지(彰化濱海工業區)에 지어지고 있다. 이 건물은 주로 지속 가능한 에너지 장비를 위한 저장 및 유지관리 공간으로 기능한다. 이 시설이 들어설 땅은 일년 내내 엄청난 양의 태양광에 노출되는 곳이다. MVRDV팀은 태양 바위 건물을 둥글게 만들고 위로 가면서 작아지는 돔형으로 설계해 이 태양광을 최대한 에너지로 활용할 수 있도록 했다.

건물 남쪽 부분은 완만하게 아래로 경사져 한낮 동안 태양을 직접 마주보는 넓은 표면을 만든다. 북쪽 끝의 돔 모양은 아침과 저녁에 태양에 노출되는 건물의 면적을 극대화한다.

건물에 주름 넣어 4000㎡ 면적 태양광패널 각도 조정

MVRDV의 태양바위는 태양광 패널로 덮인 면으로서, 일련의 주름 모양으로 태양광 잠재력을 극대화한다. 이 주름들은 전략적으로 배치된 창문에 섞여있는 태양광 패널을 주름 윗면에 지탱한다.

이 주름의 각도는 태양 전지판의 에너지 생성 가능성을 극대화하기 위해 건물 외관의 모든 부분에서 조정된다. 이러한 조치를 통해 이 건물은 최소 4000㎡(약 1210평)의 태양광 패널을 사용하게 된다. 이를 통해 이 건물에 사용되는 에너지를 완전 자급자족하는 것은 물론 연간 거의 100만 킬로와트시(kWh)의 청정 에너지를 생산할 수 있다. 이는 85톤의 원유 사용량에 맞먹는 양이다.

MVRDV 팀은 여전히 더 큰 면적의 태양광 패널을 추가하는 대안적인 설계 옵션을 고려하고 있다. 계산 결과 이 옵션을 적용할 경우 전력망에 연간 최대 170만 kWh를 생성해 제공할 수 있는 것으로 나타났다.

와이니 마스 MVRDV 공동창업자는 “물론, 우리는 모든 프로젝트를 가능한 지속 가능하게 만드는 것을 목표로 한다. 그러나 우리는 이 프로젝트가 그 자체로 지속 가능한 수준을 넘어설 수 있다는 것을 알게 됐다. 이 프로젝트는 독특하고 매력적인 잠재력을 가지고 있다. 사용자가 전력 회사이기에 우리에게 평소보다 더 많은 일을 할 수 있도록 허용해 줬다. 우리는 건물 외관 전체에 태양광 패널을 붙였고 에너지 이득을 극대화해 자체 전력을 충족시킬 뿐 아니라 건물이 에너지 발전 도구가 돼 전력망에 전기를 공급할 수 있도록 했다. 태양광 패널을 최대한 효율적으로 배치함으로써 가능해지는 효과다. 그 결과 우리의 설계는 완전히 데이터 중심적이 됐다. 분석을 설계의 결정적 부분으로 둘 때 결과를 보는 것은 항상 즐겁다”고 말했다.

태양 바위 건물의 내부

태양바위 건물의 중심에는 실시간으로 대만전력의 운영 데이터와 이 회사가 생산해 내는 재생가능한 에너지 데이터를 보여주는 높이 솟은 아트리움이 있다.

1층에는 갤러리 공간이 제공돼 유지 보수 작업장을 조망할 수 있게 했다. 일반인들도 태양 전지판에서 거대한 풍력 터빈 날개에 이르기까지 지속 가능한 에너지 생산을 가능케 기계들을 가까이서 볼 수 있다.

전시를 위한 더 많은 갤러리는 건물 꼭대기 태양광 패널 돔 셸터 아래 있는 지붕층에 있다.

이 테라스에는 방문객들과 대만전력 직원들이 휴식을 취할 수 있도록 나무가 심어져 있다.

대만전력공사 의뢰로 2024년 완공될 예정인 태양바위 프로젝트는 네덜란드 MVRDV(구조설계), 와이니 마스(건설 담당 파트너), 레이주건설(건축 시공사), 치아펑 기계 & 전기(기계 전기 배관)가 참여하고 있다.

태양광 재생에너지 효율 극대화를 위한 노력

MVRDV의 태양광 재생에너지 효율 극대화를 위한 건물 설계는 이번이 처음은 아니다. 하지만 태양바위 프로젝트는 가장 효율성을 높인 설계로 보인다.

이 회사는 앞서 다른 곳에서도 이같은 태양광 재생에너지 효율 극대화를 위한 발전소 설계를 제공해 건물 시공이 이뤄지고 있다. MVRDV는 현재 상하이의 계단식 LAD(LAD) 본사를 개발하고 있으며 이 본사 역시 태양광 패널로 덮여 전력을 생산하게 된다.

많은 양의 태양광 발전을 특징으로 하는 다른 건물로는 노르웨이 스노헤타의 탄소없는 텔레마르크 발전소(Powerhouse Telemark) 사무실, 그리고 밀러 헐 파트너쉽과 로드 에이크 사전트가 설계한 미국 조지아 공대의 켄데다 빌딩(Kendeda Building)이 있다.