2.1 태양광발전설비 해체공사 표준시방서 부재

국외에서는 현재 표 1과 같이 태양광발전설비 설치 시방서와 기술기준만이 명시되어 있는 것으로 확인되었고, 국내의 경우 또한, 표 2와 같이 설치공사 표준시방서와 발주처별 전문시방서만 존재하는 것을 확인하였다. 이는 국내외적으로 해체공사에 관한 표준시방서는 존재하지 않는 것으로 확인되었다^[1].

2.2 태양광 폐패널의 발생량 증가

2004년 태양광주택 보급사업 및 재생에너지 3020 등 2000년대 초반 정부의 태양광발전의 정책적 지원에 의해 설치된 태양광 패널의 사용연한(20∼30년)이 도래할 예정이다^[2]. 이에 따라 그림 1과 같이 ‵27년을 기점으로 태양광 폐패널의 누적 발생량이 기하급수적으로 급증할 것으로 전망하고 있다^[3].

그림 1. 태양광 폐패널의 배출 용량 전망

Fig. 1. Perspective of Waste Photovoltaic Panel Capacity

2.3 태양광발전설비 해체 공사의 전기적 위험성

태양광발전설비의 해체 공사는 설치공사와는 다르게 해체공사 수행 시 계통 측(한전 측) 개방 후에도 발전을 계속 유지하는 특성을 가지고 있어, 태양광어레이의 개방전압을 측정한 결과, 그림 2와 같이 30kW 이하 용량의 태양광발전설비에서 태양광패널에서 DC 700V 수준의 전압이 흐르고 접촉 전류($I_{T}$)는 900㎃으로 계산된다^[4].

그림 2. 태양광 어레이 측 직류 전압 측정 및 접촉전류 계산

Fig. 2. Measurement of DC voltage at photovoltaic array and calculation of contact current

접촉전류 ($I_{T}$)는 (1)과 같이 접촉전압($V_{T}$)과 인체 총 임피던스의 값($Z_{T}$)을 고려하여 계산하였으며, 여기서 인체 총 임피던스의 값($Z_{T}$)는 KS C IEC 60479-1 규격을 참조하여 백분위 50%의 인구 평균 수치인 775[Ω]을 적용하였다.

여기서, $V_{T}$ : 접촉전압, $Z_{T}$ : 주어진 상태의 인체 총 임피던스

또한, 국제 표준인 KS C IEC 60479-1을 참조하면, 그림 3과 같이 DC-4.1 범위로 접촉 시 감전으로 인한 심실세동의 가능성이 있는 것으로 파악되었다. 이는 표 3과 같이 한국전기설비규정(KEC)에서는 인체에 위험을 초래하지 않을 정도 크기의 전압을 특별저압(Extra Low Voltage)으로 정의하고 있으며, 전압의 크기를 AC 50V, DC 120V 이하로 규정함에 따라 측정된 태양광어레이의 개방전압 DC 700V는 안전조치를 반드시 해야 하는 인체에 위험한 전압 레벨로 인식되어진다^[5].

그림 3. 인체에 대한 직류접촉전류와 통전시간의 영역

Fig. 3. Area of direct contact current and current flow time to the human body

2.4 전기분야 해체공사 표준시방서 개발 법적근거

전기분야 표준설계도서란 전력기술관리법 시행령 제14조 제1항 제1호에 의거, 건축 표준설계도서에 따라 시공되는 건축물에 전기설비를 설치하기 위한 설계도서로서 산업통상장원부장관이 인정한 설계도서이며, 전기사업자에 소속된 전력기술인과 전력기술인에게 발주하여 작성한 설계도서로 정하고 있다. 또한, 그 밖에 반복하여 시행되는 같은 종류의 전력시설물공사의 시공 표준화 및 자재 규격화를 위하여 작성된 것으로, 산업통상자원부장관이 인정한 설계도서라 정의하고 있다. 한편, 2024년 2월 6일 아래 표 4와 같이 전기공사에 해체공사도 포함하도록 전기공사업법이 개정됨에 따라 태양광발전설비를 해체하는 공사는 전기공사에 등록한 업체에서 수행하여야 하며, 산업안전보건기준에 관한 규칙 제318조에 의거, 감전위험이 있는 전기·기계기구 또는 전로의 설치·해체 등은 유자격자가 작업을 수행하도록 하고 있다.

표 4 전기공사업법 및 산업안전보건기준에 관한 규칙 제 318조

Table 4 Electrical Construction Business Act and Regulation on Occupational Safety and Health Standards in KOREA

3.1 해체공사 표준시방서 프레임워크

태양발전설비 해체공사의 경우 설치공사에 관한 표준 및 전문시방서와는 달리 국가건설기준센터의 표준시방서 및 발주기관의 해체공사 전문시방서가 전무한 상황으로 태양광발전설비 설치 분류체계를 기반으로 발주처 및 시공 전문가를 대상으로 전문가 자문과 분과위원회를 거쳐 개발하였다.

특히 표준시방서 해체 시공방법은 그림 4와 같이 전기적 위험성을 고려하여, 우선 전력계통으로부터 개방되어야 하고, 수전설비, 접속반, 인버터, 태양광 어레이 및 구조물 등에 대한 해체에 대한 세부작업 방법에 대해 고려하였다. 또한, 전력시설물과 연계된 전압측정 및 결선분리 및 전력선 철거 등을 고려하여 시공방법을 작성하였다.

그림 4. 태양광발전설비 해체공사 프레임워크

Fig. 4. Framework of Deconstruction works Standard-Specification Development in Photovoltaic System

3.2 표준시방서 개발 종류 및 구성 체계

태양광발전설비 해체공사 표준시방서는 지상해체형의 나대지, 주차장, 영농형 3건과 건물해체형의 옥상슬리브, 판넬지붕형 2건으로 총 5건을 개발하였다. 태양광발전설비 해체공사 표준시방서의 구성은 표 5와 같이 총 3장과 부록 12로 구성하였다. 1장의 일반사항은 표준시방서의 목적, 적용범위 및 관련 법령 등 해체 시공 시 요구되는 일반사항 등을 수록하였다. 기존 표준시방서와 차별성을 둔 점은 2장의 기존 자재 대신 안전요구사항을 보강하였고, 3장은 해체공사에 대한 시공흐름에 따른 철거시공방법으로 개발하였다.

부록 1은 태양광발전설비 해체공사의 각 공종에 대한 순차적인 시공흐름도와 현장시공 사진을 기반한 일러스트 작업을 포함하여 각 전력설비의 해체에 대한 작업절차서를 수록하여 태양광발전설비 안전 및 품질을 확보하고 현장 작업자의 전반적인 이해도 제고가 가능하도록 개발하였다.

또한, 부록 2 부분에서는 공사현장에서 이슈가 되고 있는 중대재해처벌법 이행제고를 위해 산업안전보건기준 상의 작업시작 전 점검사항과 사전조사 및 작업계획서 내용을 수록하였고, 태양광발전설비의 위험성평가방법과 작업공종별 위험성평가 체크리스트 및 현장 안전점검표 등을 수록하여, 태양광발전설비 시공현장에서 작업자의 안전을 확보할 수 있도록 관련 내용을 강화하였다.

3.3 시공가이드(시공흐름도 및 작업 절차서)

부록 1은 시공가이드를 제공하고 시공가이드는 표 6의 시공흐름도와 표 7의 작업절차도로 구성하고 있다. 시공흐름도는 현장에서 실제로 작업하는 순서로 배치하였다.

먼저 태양광발전설비의 전력을 계통에서 분리하기 위해 한국전력공사의 배전 책임분계점을 기준으로 전력 차단 → 케이블 헤드 해체 → 수전설비 해체 → 접속반 해체 → 인터버 해체 → 태양광 어레이 해체 → 구조물 해체 → 현장정리 순으로 제시하였다.

작업절차도는 시공흐름도를 기반하여 해체시공 작업순서별 현장 사진을 제시하였으며, 작업 순서별 주요작업 포인트를 구체적으로 제시하여 작업현장에서 필요한 안전포인트와 시공포인트를 제시하였다.

특히 태양광 광전효과에 의해 발전을 지속함에 따라 해체 시 전력설비의 개폐기, 차단기, 접속반의 결선 등을 기준으로 해체 순서를 구체화하여 제시하였다. 또한, 각 현장 작업별 필요한 장비와 공구, 그리고 안전장구를 제시하였고, 사용되는 중장비에 대한 기준도 참고로 작성함으로서 작업에 대한 사전 준비와 작업계획에 효율성을 제고하였다.

표 6 태양광발전설비 해체 공사 시공흐름도

Table 6 Construction Flow Chart of Deconstruction works in Photovoltaic System

3.4 시공가이드(위험성평가 및 안전점검표)

부록 2는 표 8과 같이 태양광발전설비의 위험성평가방법과 작업공종별 위험성평가 체크리스트 및 현장 안전점검표 등을 수록하였으며, 공사현장에서 이슈가 되고 있는 중대재해처벌법 이행제고를 위해 표 9와 같이 산업안전보건기준 상의 작업시작 전 점검사항과 사전조사 및 작업계획서 내용을 수록함으로써, 태양광발전설비 시공현장에서 작업자의 안전을 확보할 수 있도록 관련 내용을 강화하였다.