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[국내논문] 태양광어레이 방위각 및 경사각 변화에 따른 일사량 영향분석에 관한 연구
A Study on the Influence to Solar Radiation by Changing the Azimuth and Tilt of a Photovoltaic Array 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.62 no.5, 2013년, pp.712 - 716  

최영관 (한국수자원공사) ,  이남형 (한국수자원공사) ,  김건중 (충남대 전기공학과) ,  조용 (한국수자원공사)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In solar generation, the PV array's azimuth is headed due south and the tilt is generally $33^{\circ}$ in order to acquire maximum generation. However, when installed in a site where there are buildings or other facilities, the azimuth and tilt are adjusted. Yet, when the azimuth and tilt...

Keyword

#Photovoltaic   #Azimuth angle   #Tilt angle   #Interpolation  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 경사각, 방위각의 변화에 따른 일사량 실측 데이터와 보간법을 이용하여 “경사각 및 방위각 변화에 따른 일사량 변화비율”에 대한 수식을 도출하고자 한다.
  • 방위각과 경사각은 각각 15° 와 3° 간격으로 측정된 실측데이터이므로 0°∼90°의 연속적 간격의 데이터를 추정하기 위해 직선보간법을 이용하였다. 이렇게 취득한 연속데이터를 사용하여 태양광발전의 설치각도에 따른 발전량 감소비율 수식을 도출하여 태양광발전 건설을 위한 타당성조사와 기본 및 실시설계시 적용 할 수 있는 기초자료를 제시하고자 한다.
  • 본 논문에서는 이러한 감소비율을 실측데이터와 보간법을 이용하여 방위각, 경사각 변화에 따른 일사량 감소비율 수식을 도출하였다. 도출한 “방위각에 변화에 따른 일사량 감소 비율 식”은 방위각 30° 이하에서 실측 데이터와의 오차가 1 % 미만이고, “경사각에 변화에 따른 일사량 감소비율 식”은 경사각 3°～84° 사이에서 실측 데이터와의 오차가 1 % 미만으로 나타났다.

가설 설정

  • 실제로는 정남쪽(방위각 0°)보다 서쪽으로 태양광 어레이를 미세하게 움직였을 때의 일사량 값이 다소 크게 나타나지만[3], 정남일때 일사량을 100 %로 가정하고 정남을 기준으로 동쪽으로 어레이를 움직일 때 “방위각 변화에 대한 일사량 감소 비율식”을 보간법을 이용하여 다음 순서로 도출하고자 한다.
  • (바) 오차범위를 만족할 때까지 위 순서를 반복한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고정식 지지방법의 장점은 무엇인가? 그러나 이는 설치비가 고가이며트래커 유지보수 등의 비용이 발생하여 고정식 또는 반고정식을 설치하는 경우가 많다. 이중 고정식은 추적식, 반고정식에 비하여 발전효율은 낮은 반면에 어레이 지지형태가 가장 안정된 구조이면서 초기 설치비 및 유지보수비가 적게 들어 상대적으로 많이 이용되는 어레이 지지방법이다. 태양광발전 형식을 이러한 고정식으로 설치시 최대 발전량을 생산하기 위해 태양광 어레이의 방위각을 정남으로 설치하고, 경사각은 일반적으로 33도로 설치한다.
태양광발전시스템 설치에서 가장 중요한 것은 무엇인가? 태양광발전시스템은 태양의 고도와 방위각에 많은 영향을 받으므로 태양광어레이의 설치 각도나 방향을 지역별 최적 경사각도와 정남방향으로 정확히 위치시켜 모듈의 수광면이 일사량을 최대로 받게 하는 것이 가장 중요하다. 이에 일사량을 최대로 받아 최대 연간발전량을 얻기 위해 태양광이 항상 태양전지판에 수직으로 입사될 수 있도록 구동장치와 광센서 등을 이용하여 태양의 방향을 추적하는 추적식 태양광발전 시스템을 설치한다.
추적식 태양광발전 시스템의 단점은 무엇인가? 이에 일사량을 최대로 받아 최대 연간발전량을 얻기 위해 태양광이 항상 태양전지판에 수직으로 입사될 수 있도록 구동장치와 광센서 등을 이용하여 태양의 방향을 추적하는 추적식 태양광발전 시스템을 설치한다. 그러나 이는 설치비가 고가이며트래커 유지보수 등의 비용이 발생하여 고정식 또는 반고정식을 설치하는 경우가 많다. 이중 고정식은 추적식, 반고정식에 비하여 발전효율은 낮은 반면에 어레이 지지형태가 가장 안정된 구조이면서 초기 설치비 및 유지보수비가 적게 들어 상대적으로 많이 이용되는 어레이 지지방법이다.
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참고문헌 (5)

  1. D.H,Lee, C.H,Choi, "Study on the Solar Flux on Facade Variation in Apartment Housing", Journal of the Korean Solar Energy Society, Vol.27, No.2, 2007 

  2. Computer Internet IT Term Dictionary, the computer term compilation committee, iljin 

  3. J.M,Kim, Y.I,Kim, K.S,Chung, "Study of the effect of vertical and azimuth angles of solar collector on the solar radiation for various locations in Korea", SAREK 2006 winter conference, pp.307-312 

  4. KIER, "New & Renewable Energy Data Center" 

  5. Y.K,Choi, Y.K,Kim, H.G,Kim, M.C,Shin, "A Study on Changes to the Azimuth Angle and Tilt of a Photovoltaic Array and its Influence on Solar Radiation", KIIEE autumn conference, 2011 

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