태양광 발전 [지붕 구조체, 특수하자, 전기기술사, 기계제작기술사, 태양광 전기화재]

[파인트리]

태양광 발전관련 지붕에 구조체를 연결하는 경우에는 코킹을 하더라도 흔들림 진동으로 볼트 구멍을 통해서 누수가 생겨서 문제가 될 수 있고, 전기 화재가 생길수 있습니다.

특히, 지붕 자체의 강도가 약하므로 지붕에 의지하여 구조체를 설치하는 것은 안정성을 보장받기 어렵게 됩니다.

사각바로 구성된 포스트의 기둥이 허약하게 되어 있는 경우에는 복합적이고 전반적인 문제가 해결되기 어렵습니다.

철구조물 상태가 불안하므로 용접으로 보강을 하는 것은 문제가 있습니다.

지붕골에 추가로 앵글형 지지체를 태워고 그 위에 태양광 어레이를 고정한 곳에서는 고정철물이 지붕의 골에 구멍을 뚫어 시공을 해서 장마시 외부의 물이 유입될 수 있으며, 가사 실리콘으로 때우더라도 흔들림 진동으로 점진적으로 물흐름 통로가 형성되어서 방수구조가 되기 어려우므로 물이 유입되어 실내의 옥내용 전기 케이블 (옥내용 전기 케이블은 근본적으로 방수가 아니며, 옥외용 캡타이어 등 방수케이블이 아닌한 습기에 취약합니다)등에 전기적 문제를 일으켜서 전기적인 쇼트(=합선) 문제나 이로 인한 화재, 전기적 저항치 저하로 인한 감전 (물기가 있으면 전기저항치가 극도로 낮아집니다) 등의 문제가 대두될 것으로 예상됩니다.

지붕위에 구조물이 놓여 있고 그것이 지붕으로 제대로 안정성있게 떠받칠 수 있는 구조가 아닙니다. 위에 올라탄 대단히 구조가 취약한 철구조물 (지지대)는 부분적으로 처짐 등 개선을 할 수는 있겠으나 그렇다고 해서 그 하부의 지붕의 안정성 즉, 건축물 안정성이 보장되는 것이 아닙니다.

이것은 이른바 모래위에 누각을 지은 것이나 다름이 아닐 것입니다.

돌풍 등 순간순간 바람의 방향과 위치가 변하는 회오리성 가변속 풍압에 대한 검토가 아니며, 지붕의 안정성과 지붕에 설치하는 볼트 부실문제와 하부체로서의 건축물 즉 지붕의 안정성에 대해서는 안전한 것으로 전제하고 검토한 것으로 보이는 경우가 있습니다.

구조계산서를 보면, 50 x 50각관 및 앵글을 0.68미터, 2.01미터, 2.18미터 등에 대해서 간단하게 해석한 것만 있을 뿐, 그 풍속을 얼마로 해석한 것인지, 돌풍에 대해서 고려한 것인지, 태풍의 속도를 고려한 것인지는 나타나지 않으며, 태양광 모듈이 비행기 날개와 같이 태풍의 풍속과 풍압에 의해서 얼마의 터닝 모멘트가 걸리게 되고, 돌풍에 의해서 진동력은 어떻게 걸리게 되며, 흔들리는 풍압에 의해서 진동이 걸리게 될 때에 하부의 설치된 간단한 M8 x 20, M10 x 70이 전도 모멘트에 의해서 들려져 들썩거려 구멍이 파손되거나 지붕이 파손되고, 모듈이 통째로 뽑혀 날아가지 않을지에 대한 검토가 되어 있지 않은 부실한 자료 구성으로, 하부 기초에 해당되는 볼트구조 등을 제대로 검토하지 않은 점이 확인되므로 그 구조 계산서의 내용이 안전한지 여부가 누락되어 안전을 신뢰할 수 없는 상태가 되는 경우가 있습니다.

즉, 사고가 발생할 수 있는 현재의 상태를 세세하게 검토하지 않은 자료일 경우가 있습니다.

샌드위치 판넬에 포함되는 보온체의 두께가 있어서 눌려 들어갈 수 있기 때문에 온전하게 체결될 수 없음에도 M10의 70밀리 길이 볼트를 사용하여 지붕구조체의 H빔 150에 고정하는 것으로 그림이 그려져 있지만 실제의 구조에서 각 볼트가 보온재의 두께 때문에 온전하게 체결될 수 없으며, 강하게 체결하면 찌그러져 들어가게 될 것이므로 보온체로 인해서 강하게 체결할 수도 없는 구조인 경우가 있습니다.

그런 상태에서 바람이 부는 태풍시에는 수시로 바뀌는 강한 방향의 돌풍으로 강한 난류가 형성되어 터닝 모멘트가 하부에 발생하기 때문에 흔들림과 들썩임으로 볼트의 부분에서 코킹이 되어 있더라도 누수가 생길 틈새가 형성되게 되고, 시간이 지나면 볼트 체결이 진동으로 체결풀림 현상 즉 락킹(LOCKING:체결)이 풀릴 수 있는 상태이므로 대단히 위험하며, 이와 같은 구조에 대해서 구조계산으로 다룬 것도 이 아닐 경우가 있습니다.

25년 이상의 수명을 위해서 철구조물 (지지대)는 용융아연 도금 (핫딥갈바나이징 처리된 것)을 쓰거나 특수하게 포스코 등에서 나오는 용융아연도금-알루미늄-마그네슘 합금도금된 형강을 써야만 하고, 가능한 볼트로 체결하되, 도금처리된 제품에 한정해서 부득이 용접을 하는 경우에는 그 부분에만 에폭시-아연페인트를 2회이상 도포를 해야 하는 것이므로 용접을 해서 처리하는 것은 근본적으로 태양광 구조물에 맞지 않는 것이며, 사각 기둥의 허약함을 해결하기 위한 방안이 아닐 경우가 있습니다.

그림과 같이, 지붕에 기대어서 태양광 모듈 어레이 구조체가 지지되기 때문에 여전히 지붕의 연결부분의 허약함이 해결될 수 없습니다. 그것은 지붕에 연결한 부분 어디서나 마찬가지입니다.

구조 검토를 할 때에 지지대에 풍속은 그냥 풍하중을 거는 방식으로 마이더스 구조프로그램상에서 특정방향 그러니까 0도로 걸어서 태양광 모듈 어레이의 지붕 윗방향으로 풍하중이 걸리도록 하거나 180도 방향으로 걸어서 지붕의 아랫방향으로 작용토록 초속 28미터로 부는 바람을 프로그램으로 넣어서 산출하게 하면 그것은 STEADY 한 즉 일정한 풍속으로 불때의 2가지 조건을 검토하는 것일뿐 실제의 태풍시와 같이 시시각각 방향이 바뀌고 속도가 바뀌어서 이에 따라 방위가 시시각각 바뀌고 터닝모멘트가 작용하는 흔들림 진동하중의 발생되는 것과 스테디한 풍속은 대단히 큰 차이가 있는 경우가 있습니다.

결국 하부의 지붕체에 대한 것은 아예 검토대상이 아니었고, 그 위의 태양광 지지대만 넣어서 계산한 구조계산서의 내용이었음이 확인되는 경우가 있으며, 허약한 우레탄이 들어간 지붕체에 구멍을 뚫어서 돌풍에 의한 순간 흔들림 바람압력과 이로인한 진동이 생기고 지붕 연결체의 변형이나 구멍의 누수발생 등 문제점을 애초부터 검토한 것이 아니라 지지대에 대한 검토만 한 경우도 있습니다.

허약한 지붕위에 올려서 구멍을 뚫어 설치한 그 지붕체 자체의 안정성 즉 지붕을 포함한 건축물 안정성 자체가 검토되지 않은 가운데 그 위에 설치된 철 구조물의 기둥을 교체하고, 사재를 덧대어서 해결하는 것은 이른바 모래성을 짓는 것이나 다름아니므로 지붕체에 대한 문제는 그대로 남는 경우가 있습니다.

참고적으로, 통상적으로 통상적으로 태양광 발전소의 설치를 할 때에 대개 태양광 지지대 즉 철물 구조체의 설치에 들어가는 돈은 전체비용의 약 1/3정도를 차지한다고 볼 수 있고, 가장 많이 들어가는 태양광 모듈 다음으로는 철 구조물 즉 지지대의 제작 설치에 들어가는 것입니다.

비용을 줄이기 위해서 B구역 및 C구역의 심각한 문제가 아니더라도 아래 사진과 같이 허약한 지붕체에 그대로 구멍을 뚫어 시공한 부분도 대단히 많이 있으므로 이는 시간이 흐르면 흐를수록 방수땜방 처리의 문제가 대두될 수도 있습니다.

태양광 발전 모듈은 고압이 흐르는 라인입니다. 철구조물을 해체하고 다시 새롭게 설치한다는 것은 그 순서적으로 상부의 태양광 발전 모듈을 하나하나 떼어내고 보관한 뒤에 다시 설치하는 수순이 되어야 하는 것이며, 그런 인력과 시간 등 노력과 비용도 매우 많이 들어가는 것입니다.

이 때문에 처음부터 비용이 들더라도 이런 점에 대해서 검토를 충분히 해야 합니다.

허약한 지붕 구조체에 의지하여 구멍을 뚫어서 지지대를 올려서 태양광 발전 어레이를 설치했으므로 이는 본래의 태양광 기대수명으로 삼고 있는 최소한의 25년을 만족할 수 없는 경우가 발생합니다.

가장 큰 문제점은 사각 포스트 기둥의 부실한 부분을 75개 새로이 교체하고, 앵글로 추가로 사선으로 덧댄다고 해도 지붕체의 하중이 얹어지는 부분의 허약함과 돌풍으로 인한 진동과 흔들림 하중으로 인한 누수 등 문제를 해결할 수 없는 경우가 있습니다.

특히 엄청난 직류 연결의 고압 직류 전기가 흐르는 태양광 판넬은 잘못 다루는 경우에는 판넬 자체가 파손되거나 감전에 이르는 최악의 경우도 생길 수 있으며, 지붕체를 구조적으로 해결하기 위해서 만약 새로이 추가의 철구조물을 신설하고 그 위에 현재의 태양광 지지대를 설치한다면 발전모듈 판넬을 분리하고 재설치 과정은 통상적으로 처음부터 새로이 설치하는 것보다도 갑절의 노력과 갑절의 비용이 들어갈 수도 있습니다.

태양광 구조물은 다음과 같은 신재생 에너지 설비의 설치 기준을 만족해야 하는 것입니다. 이것은 그저 태양광 지지대만 만족하면 되는 것이 아니고, 그 이빨을 받쳐주는 잇몸이 튼튼해야 하는 것처럼 지붕체도 견실해야 설치를 해도 문제가 없는 것입니다. 현재의 허약한 지붕체를 견실한 건축물로 볼 수 없고, 견실한 구조물로 볼수 없습니다. 그런데 그것을 튼실한 구조체인 것으로 전제하고 검토하면 지지대만 검토하는 것이지 지붕체 즉 건축물 안정성에 대해서 검토한 것이 아닐수도 있습니다.

따라서 현재의 구조는 흔들림에 의해서 지붕 연결부에서 점진적으로 문제를 일으켜서 누수가 되고 전기적인 감전이나 화재가 발생할 우려가 있는 상태이고, 현재의 지붕체 위에 올려 설치한 지지대의 일부 포스트 기둥 75개를 교체하고 사재를 보강한다고 해서 그런 문제가 해결되는 것이 아니며, 워낙 부실하게 제작 설치한 부식과 허약한 포스트 등을 교체하기 위한 방안에 불과한 것으로 판단되는 경우가 있습니다.

태양광 구조물 지지대가 허약한 지붕위에 올라탄 것이 일부 부재를 교체하고 사재를 보강했다고 튼실한 지붕체로 변화되는 것이 아니므로 문제가 해결되는 것이 아닐 경우가 있습니다.

태양광 시공에 있어서 태풍의 특성상 흔들림을 유발하고, 하부의 기초 부분이 흔들리면서 지면과 기둥간에 분리된 상태가 되면 태풍에 뽑혀 전도될 수 있는 가능성이 점차 높아지고, 순간풍속 40미터가 넘는 강풍이 수년 주기로 몰아치는 경우 재해가 예상되므로 기둥은 흔들리지 않도록 시공되어야 하므로 일반 콘크리트 매스 기초가 아닌 경우에 깊게 시공한 헬릭스 파일을 사용하여야 하는 경우가 있습니다.

저는 거의 40년 이상의 공학을 전공하고 긴세월동안 기술사 등 전문가로서의 매우 다양한 경험은 물론, 기술평가위원으로 활동을 하였고, 공조냉동기계기술사, 전기기술사, 기계제작기술사 등을 갖추고 있는 전문가 감정인으로서 감정을 하면서 지난 사건에 대해서도 수많은 관계자로부터 감사의 말씀을 많이 들어오고 있습니다.

특히, 그동안 수없이 많은 법원감정을 원피고 관계자 및 소송대리인의 추천을 받아서 지정되어 일을 실행하여 오면서도 그런 분들이 잊지 않고 저를 추천하거나 주변에서 물어서 소개를 받아서 저를 추천했다는 말씀을 들으면 마음이 기쁘고 감사합니다.

특히, 기술적으로 많이 공부하고

잘 알고 있는 부분을 법원의 특수감정사건에서

가능한 정확하고 공정하면서도 명쾌하게 판단하여 판결이 되도록 도우려는 자세를 갖고 임하고 있으므로 중고기계에 대해서 공정하면서도 객관적이고, 의뢰인의 입장에서 한발짝 다가가 검토하고 분석을 합니다.

주변에서 소송중에 법원의 특수감정에 관한 감정이 필요한 경우에 아래와 같이 추천을 하시면서 법원에 감정인은 지정하여 달라고 소송대리인을 통하여 실행하시면 제가 법원에서 감정인으로 선임이 될 것이며, 사감정이 필요한 경우 연락을 주시면, 그때마다 제가 봉사의 자세와 전문가의 자세로서 충실히 도움이 되도록 최선의 노력을 할 것입니다.

감정인 : 최춘배

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