제로에너지건축물 구현을 위한 태양광발전시스템 적용 연구 동향 분석

1.1. 연구의 배경 및 목적

국토교통부는 제로에너지건축물(Zero Energy Building, ZEB) 의무화 로드맵 발표 이후 2020년부터 단계별 의무화를 추진 중이다. 2023년 1월부터는 연면적 500㎡ 이상 공공건축물(5등급)과 30세대 이상의 공공분양·임대 공동주택(5등급)으로 의무 대상을 확대하였다. 서울시의 경우 국가 목표인 2024년보다 앞선 2023년부터 신축 민간 건축물에 ZEB 의무화에 나섰다. 대규모 신축에 우선 적용하고 점차 소규모 건축물까지 확대 해나가는 계획이다[1].

ZEB의 달성을 위해서는 에너지자립률 확보가 필수이다. 에너지자립률은 신재생에너지기술 적용으로 건축물에서 소비하는 에너지량 대비 생산하는 에너지량의 비율이다. 건물의 에너지자립률에 따라 달성할 수 있는 ZEB 등급이 달라진다.

ZEB의 조기 달성 정책과 의무화가 확대됨에 따라 건물 에너지자립률 확보에 관한 관심이 어느 때보다 증가하고 있다. 특히, 가장 주목받고 있는 것이 태양광발전시스템(Photovoltaic system, PV)이며 그중에서도 건물일체형태양광시스템(Building Integrated Photovoltaic system, BIPV)에 대한 관심이 증가하고 있다. 세계 BIPV 시장은 2020년 이후 연간 8.3% 수준의 성장을 통해 2025년에는 415억 달러에 이를 것으로 전망된다. 국내 BIPV 시장은 2020년 1,298억 원에서 연평균 56%씩 증가해 2023년 5,218억 원에 달할 것으로 전망된다[2]. BIPV는 별도의 설치 면적이 필요 없어 고층 건물이 많은 국내 보급 환경에 실효성이 높다. 이 때문에 ZEB 달성을 위한 PV 와 BIPV의 최적 설치에 관한 연구가 필요한 실정이다.

따라서, 본 연구의 목적은 ZEB 구현을 위한 PV 설치 최적 의사결정시스템 개발의 예비 단계로서 국내 건축 분야 PV 적용 연구 논문을 심층적으로 분석하여 연구 동향을 파악하는 것이다. 이를 통해 현재 관련 분야 연구의 다양성과 TRL 수준을 이해하여 의사결정시스템에서 다룰 기술 선정, 성능 범위, 사용 주체 선정 등의 연구 방향성 구축과 활용 가능성을 제시하고자 하였다. 그뿐만 아니라 본 연구는 ZEB 달성을 위한 기초 자료로 활용되는 데에도 의미가 있다.

1.2. 연구 방법 및 절차

본 연구에서는 ZEB 구현을 위해 태양광발전시스템을 활용한 연구 및 적용 현황을 분석하기 위해 이론적 고찰을 실시하고 연구논문을 위주로 연구 동향 분석을 수행하였다. 연구논문은 DBpia, 한국교육학술정보원, 국회도서관, 국가과학기술정보센터에서 수집하였다.

연구논문은 최근 5개년도로 2019년부터 2023년 9월까지를 대상으로 수집하였다. 조사는 ZEB, 태양광발전시스템, PV, 건물일체형태양광시스템, BIPV 등으로 논문명, 초록, 키워드로 1차 선별하여 시행하였다. 1차 선별된 자료를 토대로 건축 분야가 아닌 태양광발전소나 ZEB 구현을 위한 패시브 기술 등의 연구를 제외하여 2차 선행연구 선별을 진행하였다.

최종 선정된 논문은 Auto Text mining 분석 도구인 Voyant Tool(Ver.2.2)을 활용하여 연도, 학술지, 키워드, 분야 및 주제별 분석을 통해 결론을 도출하였다.

2.1. ZEB 인증 현황

ZEB 인증제는 2017년을 시작으로 2020년부터 단계별 의무화에 돌입하였다. 2050년에는 전(全) 신축 건물이 ZEB 1등급(에너지자립률 100%)으로 지어야 한다. ZEB 인증 현황을 파악하기 위하여 2017년 6월부터 2023년 12월까지의 7개년도 간의 통계자료를 취득하였다. 통계자료는 ZEB 공식 홈페이지에서 취득하였으며 인증 구분, 건물용도, 지역, 등급, 에너지자립률별로 구분하여 분석하였다[3].

7개년도의 ZEB 인증 현황은 총 4,837건으로 확인되었다. Fig. 1.과 같이 인증 건수는 2020년부터 급격히 증가해 2021년부터는 1천 건 이상이 매해 ZEB로 구현되고 있다. 인증 구분 시 본인증 953건, 예비인증 3,884건으로 예비인증이 전체의 80%를 차지하는 것으로 조사되었다. 예비인증은 건축물 설계도서를 바탕으로 설계단계에서 ISO 13790과 DIN V 18599 기반의 건물에너지해석 프로그램인 ECO2를 통해 평가받고 있으며 본인증은 준공 도서를 바탕으로 ECO2를 통해 준공단계에서 평가하고 현장점검도 함께 진행된다.

Fig. 1.

ZEB certification cases by year

건물 용도별 ZEB 인증 분석 결과는 Table 1.과 같다. 가장 높은 인증을 받은 용도는 교육연구시설로 본인증과 예비인증 합산 1,689건으로 나타났다. 그 다음으로 업무시설>교정 및 군사시설>운동시설>노유자시설>제1종근린생활시설>문화집회시설 순으로 798건~254건으로 상위에 위치하고 있다. 공공시설의 경우 2020년부터 연면적 1,000㎡ 이상은 5등급 의무화가 진행되면서 인증 건수 비율이 높은 것으로 판단된다. ZEB 인증에 미진하여 달성 건수가 한 자릿수로, 하위에 위치하고 있는 용도로는 동물 및 식물관련 시설, 판매시설, 위험물 저장 및 처리시설, 숙박시설, 창고시설, 분뇨 및 쓰레기처리 시설, 위락시설, 종교시설로 확인되었다. 국내의 주거시설 중 가장 큰 비율을 차지하고 있는 공동주택은 예비인증 52건, 본인증 9건으로 합 61건으로 나타났다. 공동주택을 포함한 주거부문의 인증 비율은 낮은 편이나 2023년부터 공공 공동주택 30세대 이상은 5등급이 의무화됨에 따라 급격히 인증 건수가 증가할 것으로 예상된다.

Table 1.

ZEB certification status by building use(2017.06-2023.12)

인증 등급의 경우 1등급 177건, 2등급 154건, 3등급 439건, 4등급 1,142건, 5등급 2,925건으로 1등급이 전체의 4%에 그쳤고 5등급이 전체의 60%를 차지하고 있다.

1등급 달성의 경우 공동주택이 예비인증 22건, 본인증 14건으로 총 36건으로 건물용도 중 가장 많은 달성률을 보였다. 그 다음으로는 공장이 31건, 관광휴게시설 29건, 교육연구시설 24건으로 달성률이 높았다.

이와 같이 ZEB 5등급의 비율이 현저히 높은 이유는 기술, 건축비, 인센티브, 실제적 운용의 효율성 등의 한계로 아직은 ZEB 의무 비율만을 맞추기 위해 [4]최소 등급을 목표로 진행하는 경우가 빈번하기 때문이라 판단된다.

2.2. 건축 분야 태양광발전시스템 시장 및 기술 동향

태양광 발전시스템은 태양 빛을 받아 전력을 생산하는 태양전지로 구성되며 원전 또는 화석연료를 대체할 수 있는 에너지 프로슈머로써의 역할이 증대되고 있다[5]. 한국관산업진흥회(2020)에서 발간한 태양광 발전과 BIPV 산업 동향에 따르면, 상용화된 태양전지는 3개의 종류로 분류될 수 있다. 실리콘계 태양전지는 결정계(단결정, 다결정), 박막계가 해당하며 화합물계 태양전지는 CIGS계(Copper Indium Gallium Selelenide), CdTe계(Cadmium Telluride), 집광계로 불린다. 유기계 태양전지는 염료감응, 유기박막 등이 해당된다. 실리콘계는 9%~20%의 높은 변환효율을 확보하고 있으나 투명성 확보가 어렵지만 화합물계와 유기계 태양전지는 실리콘계의 약 80%에 해당하는 변환효율을 가지며 구조에 따라 투명성 확보가 가능하다는 특징을 가진다[6]. 이에 따라, 투명성 확보가 가능한 특징을 활용하여 BIPV를 개발하려는 연구가 여러 방면에서 진행 중이다. BIPV의 모듈은 Cell의 재질에 따라 결정질과 비정질로 구분된다. PV 모듈에 유리를 접합하는 방식에 따라 양면 유리 부착은 G to G(Glass to Glass) 타입, 전면에 투명유리를 사용하고 후면에 불투명 금속체를 접합하는 G to T(Glass to Teddlar) 타입으로 구분된다. 다음은 BIPV 세계 시장 규모 및 국내외 기술 동향에 대해 분석하였다[7].

2) 대륙별 BIPV 시장 규모

2019년을 기준으로 유럽 지역이 40.3%로 가장 점유율이 높았고 아시아-태평양 지역이 29.2%, 북미 지역이 19.5%, 남미 지역이 6.2%, 중동-아프리카 지역이 4.8%로 Fig. 2.와 같이 나타났다. 연평균 성장률은 유럽 12.2%, 아시아-태평양 13.5%, 북미 7.9%, 남미 8.2%, 중동-아프리카 10.4%로 증가할 것으로 확인되었다.

Fig. 2.

BIPV market by continent

5) 국내 기술 동향

한국건설생활환경시험연구원(KCL)과 한국과학기술연구원(KIST), 한국에너지기술연구원, 한국과학기술연구원 등 국가 연구기관에서 BIPV의 인버터, 컬러 태양전지 등의 기술을 개발하고 있으며 이건창호, 에스케이솔라에너지, 한화건설 등 대기업 및 중소기업에서도 국산화 컬러 BIPV, 디자인 BIPV 등을 개발하고 있다. 또한, 대학 연구소에서도 BIPV형 태양전지 창호, 차양 장치 등을 연구 중이다. 특허출원의 경우 전 세계 BIPV 관련 특허출원 비중의 25%를 한국이 자치하고 있다. 2005년에서 2007년도에 급격히 출원 건이 증가하였으며 대기업과 공공연구기관이 주를 이루고 있다. 국내외 상세 기술 동향은 Table 2. 와 같다.

Table 2.

Major BIPV technology trends in each country

2.3. Voyant Tools 개요 및 원리

Voyant Tool은 인공지능 기반의 오픈 소스 웹 기반 텍스트 분석 응용 프로그램이다. 연구자들을 위한 텍스트 해석이 용이 하도록 설계된 학술 프로젝트의 성과물이다. 코드는 GitHub를 통해 사용할 수 있으며 GPL3와 Creative commons by Attribution 라이센스 하에 있다. Stéfan Sinclair가 2020년 8월까지 본 프로젝트의 리더이자 프로그래머로 활동하였으며 현재는 앨버타 대학의 Geoffrey Rockwell이 리드하고, Andrew MacDonald, Cecily Raynor의 지원을 받고 있다[8](Fig. 3.).

Fig. 3.

Example of voyant tools

Voyant를 활용하면 기존의 텍스트 분석 방식에 비해 정보와 지표를 효율적으로 처리하고 짧은 시간에 결과를 제공하는 이점이 있다. Voyant의 텍스트 분석 도구는 요약, 상관관계, 빈도, 근접도 등을 시각화 또는 테이블화 하는 기능을 가진다. Goo.J.Y(2021)은 Voyant의 분석 역량을 고찰하였는데, 15,000단어의 텍스트 분석에 약 30초 소요되는 것을 확인하였다. 또한 텍스트의 단어 수가 많을수록 내용 파악의 정확성이 높아지는 것을 관찰하였으며 연구자가 텍스트에서 확인하고자 하는 특정 맥락이나 표현, 주제가 있을 경우 데이터를 선택적으로 추출하여 읽은 방안이 기존의 문헌조사 방식보다 효율적임을 밝혔다[9]. Voyant가 제공하는 분석 Tool 종류는 Table 3.과 같이 총 27가지이다. 분석 데이터 및 성격별로 Tool을 선택하여 다양한 분석이 가능하다.

Table 3.

Main list of voyant tools [8]

3.1. 연도별 연구 동향

2019년부터 2023년 9월간의 ZEB 구현을 위한 태양광발전시스템 적용 관련 국내 논문은 총 70편으로 조사되었다. Fig. 4.와 같이 ‘Bubbles’ 분석 종류를 활용한 연도별 게재된 논문은 2019년 7건, 2020년 19건, 2021년 25편, 2022년 13건, 2023년 6건으로 2021년도에 게재 편수가 가장 높은 것으로 분석되었다.

Fig. 4.

Results of research trend analysis by year

2020년도부터 제로에너지건축물 인증 의무화 도입 후 2020년도 말부터 2021년도 초에 제로에너지주택으로 준공된 공동주택이 대거 공급됨에 따라 2021년도의 기술개발, 적용, 운영 및 유지관리를 위한 연구가 가장 활발했던 것으로 판단된다.

3.2. 학술지별 연구 동향

조사된 연구논문이 게재된 학술지에 따른 현황은 Fig. 5.와 같다. 학술지별 연구 동향은 Voyant가 제공하는 Tool 유형 중 ‘Cirrus’ 방식으로 분석하였다. 한국태양에너지학회에 20편으로 가장 높은 게재 수를 보였다. 그 다음으로는 학위논문 형태가 가장 많았으며 13개 대학에서 게재한 것으로 조사되었다. 한양대학교와 한밭대학교가 각 3편씩 게재하였고 그 외 11개 대학에서 각 1편씩 게재하였다. 그 외 학회로는 대한설비공학회 6편, 한국신재생에너지학회 5편, 한국생태환경건축학회 4편, 한국디지털정책학회와 대한건축학회에서 각 3편, 한국건축친환경설비학회 2편 게재하였다. 그 외 1편씩 게재된 학회는 한국정보전자통신기술학회, 한국정보기술학회, 한국에너지학회, 한국산학기술학회, 대한전기학회, 대한기계학회가 있다.

Fig. 5.

Results of research trend analysis by journal

한국태양에너지학회는 태양에너지에 관한 기초, 응용, 개발에 특화된 학회이므로 태양광발전시스템 관련 연구논문 수가 가장 많은 것으로 판단 된다. 대한설비공학회는 산업설비와 더불어 건축설비에 걸쳐 광범위한 분야를 다루는 전문가들이 다양하게 활동하고 있는 학회로써, 건축과 태양광발전시스템을 다루는 연구논문 게재율이 타 건축 전문학회에 비하여 높은 편임을 알 수 있다. 특히 한국태양에너지학회에 게재된 논문은 평균 이용수가 80으로 타 학술지에 비해 높은 편이며 이용수 250 이상으로 Top 10%에 포함되는 논문이 3건 있다. 즉, 점유율이 높은 한국태양에너지학회 학술지의 이용 기여도도 높아 ZEB 구현을 위한 태양광발전시스템 연구 분야를 주도하고 있음을 알 수 있다.

3.3. 키워드별 연구 동향

키워드별 연구 동향을 분석한 결과는 Fig. 6., Fig. 7.과 같다. 사용된 키워드는 조사된 연구논문의 내용 전체가 아닌 논문 저자가 추출하여 명시한 Keyword를 대상으로 한다. 분석은 두 가지 방법으로 진행하였다. 첫째, 키워드의 등장 빈도를 분석하는 ‘Cirrus’를 사용하여 가장 연구 주제로 자주 다뤄지는 키워드를 도출하였다. 둘째, 키워드 간의 맥락 연관성 분석을 위해 ‘Collocates Graph’를 사용하였다.

Fig. 6.

Results of the top frequency keywords

Fig. 7.

Results of Collocates Graph Analysis by Keyword

Cirrus 분석 결과 Fig. 6.과 같이 총 541개 키워드가 산출되었다. 총 70편의 국내 논문에서 키워드 등장 빈도로는 1위부터 10위 순으로 Energy 53건, ZEB 40건, BIPV 29건, Photovoltaic 27건, Building 18건, Solar 12건, Apartment 11건, Renewable 10건, Zero와 Certification이 각각 8건, Heat이 7건으로 분석되었다. 이를 통해 ZEB 구현을 위한 태양광발전시스템 연구에서는 Energy를 중요하게 다루고 있으며 BIPV 및 Photovoltaic을 주요 기술로 개발 또는 적용하고 있음을 확인할 수 있다.

키워드 간 연관성 분석은 Collocates Graph를 활용한 Force-directed 네트워크 그래프로, 근접하게 발생하는 키워드와 용어를 나타내는 것이다. Fig. 7.과 같이 Force-directed 네트워크 그래프는 주황색으로 연결된 용어에 파란색 키워드가 있는 네트워크를 보여주며, 연결선의 굵기가 굵을수록 더 높은 연관성을 보여준다. 즉, 키워드 간의 연관성으로 주제를 파악할 수 있다[10]. 이때, Context 옵션을 조정하여 근접성을 찾을 때 포함할 용어 수를 결정할 수 있다. 키워드당 연결된 용어를 3개에서 30개로 지정할 수 있으며 기본적으로 5개로 설정하여 사용한다. 본 논문에서는 기본값인 5개로 설정하여 분석한다. 분석된 그래프는 Box를 이동, 분산시켜 상세 확인이 가능하다. 541개 키워드 중 등장 빈도 10순위의 키워드를 선정하여 연관성 분석을 수행하였다.

Fig. 7.의 (a)는 전체 키워드를 대상으로 연관성을 분석한 결과이다. 파란색 키워드에 해당하는 연결된 용어들은 주황색으로 나타낸다. (b)는 Fig. 6.에서 높은 등장 빈도수로 분석된 1순위에서 10순위까지에 해당하는 키워드 간의 근접성과 연결된 용어를 보여준다. (c)~(l)의 집합체로 해석할 수 있다.

(c)는 Energy를 대상 키워드로 근접성 또는 연관성이 높은 용어를 분석한 것이다. 키워드 Energy는 ‘ZEB’와 30번 함께 쓰여 연관성이 가장 높다. 그다음으로 ‘Photovoltaic’과 27번, ‘Building’과 18번, ‘BIPV’와 17번 사용된 것으로 분석되었다. 즉, Energy로는 ZEB 구현을 위해 Photovoltaic과 BIPV 연구에 대한 주제를 다룬다고 가늠할 수 있다.

(d)는 ZEB를 대상으로 용어들의 연관성을 분석하였다. (c)와 유사하게 Energy, Photovoltaic, BIPV 순으로 높은 연관성을 보였고 Apartment도 14번 동반하여 사용한 것으로 나타났다. 이는, 현재 국내에서는 ZEB 의무화 대상으로 공동주택을 중심으로 이루어지고 있는 동향을 보여준다.

(e)에서는 BIPV를 대상으로 선정하였다. ZEB, Energy, Photovoltaic, Building 순으로 높은 연관성을 보였다. BIPV는 ZEB 구현을 위한 기술 요소로써 등급별 에너지자립률 달성을 위해 Photovoltaic을 건물에 적용하는 주제를 다루는 것으로 판단할 수 있다.

(f)는 대상 키워드를 Photovoltaic으로 설정하여 주요 용어들과의 연관성을 분석하였다. ZEB가 24번, Energy가 20번, BIPV 11번, Renewable 8번, Apartment 6번 연관하여 사용되었다. 분석 결과는 (c)와 유사한 맥락으로 Photovoltaic은 ZEB 구현을 위해 에너지자립률 달성을 위한 신재생에너지 기술 중 하나의 수단으로써, BIPV의 형태로 아파트에 적용하는 연구들이 수행되고 있는 동향을 보여준다.

(g)에서는 Building을 대상 키워드로 타 용어들과 연관성을 분석하였다. Building과 가장 연관성이 높은 용어는 Energy로 확인되었고 다음으로 ZEB, BIPV, Certification 순으로 나타났다. Energy를 저감하여 ZEB를 구현하고 건물에 BIPV를 적용함으로써 에너지자립률 향상에 따른 Certification을 받을 수 있는 연구 주제와 맥락이 닿아있음을 유추할 수 있다.

(h)는 Solar를 대상 키워드로 한다. 연관성이 높은 용어는 Energy, ZEB, BIPV, Photovoltaic 순서로 확인되었다. Solar는 PV를 이용해 에너지를 생산함으로써 ZEB 구현에 기여하는 원리로 인해 Solar와 연관성 높은 용어들의 관계를 해석할 수 있다.

(i)Apartment와 연관성 분석을 통해 도출된 용어들은 ZEB, Photovoltaic, Energy, BIPV, House 순으로 나타났다. (d)에서도 ZEB와 Apartment의 연관이 도출되었듯 국내는 ZEB 의무화를 공동주택에 집중적으로 시행 중이다. 이때, 공동주택 옥상에 Photovoltaic을 설치하는 것을 가장 일반적으로 실천하고 있으며, 이와 더불어 ZEB 등급 상향을 위해 입면을 활용하여 PV를 부착하는 BIPV까지 적용하는 것을 목표로 다양한 연구가 진행 중인 것으로 파악된다.

(j)Renewable에 따르는 용어들과의 연관성은 Energy, Photovoltaic, ZEB, BIPV, Certification으로 확인된다. Energy와 Photovoltaic가 Renewable과 가장 높은 연관성을 보였다. (j)역시 ZEB 달성을 위해서는 신재생에너지 중 PV 요소를 다루는 연구가 다수 진행되고 있음을 확인할 수 있다.

(k)는 Zero와 Certification의 타 용어들과의 연관성을 분석하였다. 두 키워드가 공통으로 높은 연관성을 가지는 용어는 Energy, Building, ZEB이며 두 키워드 각각 단독으로는 Zero와 Photovoltaic이 3번의 연관성이, Certification과는 Renewable이 4번의 연관성이 있는 것으로 도출되었다.

마지막으로 (l)에서 다루는 대상 키워드는 Heat이다. Heat은 Energy, ZEB, Pump, Water 순으로 연관성이 높은 것으로 분석되었다. Heat은 본 연구 분야에서 단독으로 다뤄지는 의미는 아니며, 주로 Heat pump, Water heat pump, Geothermal heat, Heat exchanger 등으로 사용된다. 나열한 기술 요소는 ZEB 구현을 목표로 에너지 효율 개선 및 저감을 위해 개발하거나 적용되는 주제의 연구에서 다뤄지는 것으로 해석할 수 있다.

3.4. 분야 및 주제별 연구 동향

조사된 70편의 연구논문은 주요 분야로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 5가지 분야로 계획, 시스템 개발, 적용 사례, 경제성 그리고 정책으로 분류하였다. 연도에 따른 분야별 동향은 Table 4.와 같고 논문 추세는 Fig. 8.과 같다. 5개년 동안 시스템 개발 분야에서 30건(42.9%)으로 가장 많았고 계획 20건(28.5%), 적용 사례 9건(12.9%), 경제성 7건(10%), 정책 4건(5.7%) 순으로 나타났다. ZEB 구현을 위한 태양광발전시스템 연구는 시스템 개발 분야에서 가장 활발하게 연구되고 있는 것으로 분석되었다. 그러나 원천기술 개발에 그치는 TRL 3, 4단계 연구가 대부분이었으며 실용화가 가능한 TRL 7~9단계 연구는 부족한 실정이다. 계획과 적용 사례 분야도 지속적으로 연구가 이뤄지고 있는 반면 경제성 및 정책분야는 2020년도 이후로 줄어드는 추세이다. ZEB 의무화에 원활한 대응을 위해서는 시스템 개발뿐만 아니라 개발된 기술의 적용과 그에 따른 적절한 평가 방법도 개선될 수 있도록 정책 연구에 관한 관심도 동반되어야 할 것으로 판단된다.

Table 4.

Number of papers by year

Fig. 8.

Trends in the research field of PV system for ZEB

각 분야를 주요 연구 주제로 구분하여 상세 동향을 파악하였다. 가장 활발한 연구 추세를 보이는 시스템 개발 분야의 경우, 입면 또는 창호 부착형 태양광열 모듈 개발 논문이 11건(36.7%)으로 가장 많았고, 하이브리드형 태양광 시스템 개발 7건(23.3%), 태양광 설계 프로그램 개발 4건(13.3%)이었으며 그 외는 건물용 태양광발전시스템 고장진단, 전력수요관리 시스템 연구 등이 있는 것으로 확인되었다. 계획 분야는 태양광발전시스템 설치를 위한 입면계획 연구가 9건(45%), 신재생에너지 구성 방안연구 4건(20%), ZEB 인증에 의한 사회적 측면 평가 계획 연구가 3건(15%)이며 그 외에 BIM 설계분석 기술 활용 방법 계획 등이 있다. 적용 사례 분야에서는 ZEB로 구현된 공동주택 또는 단지를 대상으로 신재생에너지 기여도를 평가하는 논문이 7건(80%), 사용자 만족도에 관한 연구 2건(20%)으로 연구되고 있다. 경제성 분야는 ZEB의 생애주기 비용분석, 태양광발전시스템의 공사비 및 경제성 분석을 주제로 다루었다. 정책분야는 BIPV 정의 개정 방안연구, ZEB 인증제 난방방식 대응 방안 등의 주제로 연구가 진행되고 있다.