경제발전과 지구온난화라는 이면이 충돌하면서 재생에너지에 관한 관심이 급부상하고 있다. 우리 정부도 『신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법(약칭: 신재생에너지법)』과 ‘제로에너지건축물(ZEB) 의무화 제도’ 등을 시행하여 에너지 다원화와 친환경으로 전환하고 있다.

‘제5차 신·재생에너지 기술개발 및 이용·보급 기본계획’에 따르면 신재생에너지 비중은 2034년까지 25.8%를 목표로 하고 있으며, 그중 태양광발전은 39.3%로 가장 큰 비중을 차지하게 된다.

하지만 태양광발전은 도심의 협소한 공간제약으로 건축물을 활용하게 되었으나 이에 대한 안전기준이 미흡하여 화재위험성이 커지고 있다.

한국에너지공단 신·재생에너지센터(https://www.knrec.or.kr)에 따르면 태양광발전의 보급률은 매년 평균 15%씩 증가추세에 있지만 연도별 화재 발생 건수는 17% → 22% → 25%로 가파르게 증가하고 있다.

최근 태양광 발전설비 화재 사례에 대해 살펴보고자 한다.

2018년 강원도 횡성 태양광 발전소 화재는 태양광 패널 아래에 쌓인 먼지와 이물질이 가연성 물질로 작용해 발생하였다.

2019년 경기도 양평 태양광 발전소 화재는 배선 불량으로 인해 발생했다. 화재는 태양광 전기배선이 과열되어 화재가 발생하였고, 화재는 배선을 타고 빠르게 확산 되었다.

2020년 전라남도 해남 태양광 발전소 화재는 태양광 패널을 고정하는 구조물의 결함으로 인해 과열이 발생하여 화재가 발생하였다.

2021년 경상북도 포항 태양광 발전소 화재는 태양광 패널 청소 중 발생한 정전기로 인해 발생하였다. 청소 과정에서 발생한 정전기가 가연성 물질에 닿아 화재가 발생하였다.

2023년 6월 경상남도 진주에 소재한 학교 강당 지붕에 시공된 BIPV의 태양광 모듈에서 화재가 발생하여 태양광 모듈이 소실되는 피해가 발생하였다.

2025년 5월 충청남도 아산시 산업단지 내 한 자동차 부품공장 지붕에 설치된 태양광 패널에서 화재가 발생했다. 화재는 태양양 패널과 지붕 접촉면에서 과열이 발생하여 화재가 발생하였다.

2025년 5월 충남아산시 태양광 발전설비 화재(아산소방서 자료제공)

이런 사례들을 살펴보고 분석해보면 태양광 발전설비의 안전 관리와 정기 점검의 중요성을 보여준다.

소방청에 따르면 태양광발전설비 화재 원인은 전기단락, 트래킹, 접촉 불량 등 다양한 원인에 의한 전기적 요인이 81%를 차지고 있음을 알 수 있다.

태양광 발전설비에서 커넥터는 가장 많이 사용되는 부속이기도 하며 가장 취약한 부분이기 때문에 안전성은 무엇보다 중요하다. 하지만 커넥터는 충격, 물리적힘, 수분침투 등으로 제 기능을 발휘하지 못할 수 있다.

그리고 지붕에 설치하는 것과 지면에 설치하는 커넥터가 공용으로 사용되고 있고 성능에 대한 기준도 미흡한 실정이다.

주택, 공장 등 일반건축물에 부착하는 지붕형 BIPV 경우 건축물에 준하는 절연성능 기준이 있어야 함에 불구하고 BIPV 전용 모델이 별도로 나오지 않으며, KS C 8577 성능 요구사항에도 빠져있다.

지붕형 BIPV는 건축구조물로서 일반 PV와는 설치 환경에서부터 큰 차이가 있다. PV에서 태양광 커넥터는 대기에 노출되지만, 지붕형 BIPV에서는 외장재 역할을 하는 태양광 모듈 후면에 위치하면서 발열과 축열의 영향을 받게 되므로 내구성에서 취약할 수 밖에 없다.

낮은 경사(3° 이하)로 시공된 지붕형 BIPV는 태양광 모듈의 오염과 이물질 부착으로 열점 발생 확률이 높아지며 자연 환기는 원활하지 못하게 되어 축열이 발생한다. 이런 환경에 노출된 태양광 커넥터의 반복된 팽창 수축은 변형이 발생해 결속 불량으로 화재 위험이 커지게 된다.

태양광발전의 보급률이 증가하고 화재역시 증가하고 있는 시점에 하루 빨리 대책이 필요하다.

태양광발전 화재 예방을 위해 몇 가지 대책을 제안을 하고자 한다.

첫째, 커넥터의 기술 개발을 통해 내구성을 높이는 커넥터를 개발하고, 성능 기준을 강화해야 한다

둘째, 충격과 수분 침투에 강한 커넥터를 사용하고, 설치 시 철저한 점검이 필요하다. 정기적인 점검과 유지보수를 강화하고, 특히 낮은 경사 지붕형 BIPV는 오염과 이물질 부착에 주의가 필요하다.

셋째, BIPV 전용 모델과 엄격한 절연성능 기준을 마련하고. 건축물 특성에 맞는 커넥터를 사용해야 화재 위험을 줄일 수 있다.

마지막으로, 정부와 기업은 협력하여 제도개선을 통해 안전 기준을 마련하고, 이를 적극적으로 시행해야 현재 증가하고 있는 태양광발전설비 화재를 예방할 수 있을 것이다.

기고 김효범 : 한국화재감식연구소

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