표 연구의 최종목표 및 기술 개념도 표 연구개발 배경 및 필요성의 요약도 표 태양광패널의 설치 부지 선정과 관련된 주요 연구 동향 및 한계점 표 국내 연구 정리 표 국외 연구 정리 표 고속도로망 주변 유휴국유지를 대상으로 한 다차원 공간데이터 프로세싱 기술 표 태양기상자원지도 표 추정치와 실제 측정량 비교 표 태양복사에너지 분포지도와 태양광 발전소의 적지 분석 결과 비교 표 태양광패널의 후보지 탐색 및 적지 선별과 관련된 선행 연구 표 공동연구 추진 체계 표 핵심성과 1의 연차별·기관별 연구개발 내용 및 범위 표 기술 요약도: 수치지도로부터 입력자료 추출 및 생성 표 (a) 1:5,000 축적 수치지도 및 (b) 수치표고모형 표 지형 음영효과 계산 표 2018년 6월 1일 공주지역의 시간대별 음영 지역 변화 표 공주시 지역 지형 방위각 공간 분포 표 공주시 지역 지형 경사각 공간 분포 표 기술 요약도: 태양광패널 후보지 탐색 표 월별 남한지역 Td Tb 상수값 (37.57°N / 126.97°E) 표 경사 표면에서의 태양 광선 기하 모델 표 2018년 공주시 지역 연간 태양에너지 공간분포 표 (a) 수치지도 고속도로 네트워크 및 (b) 고속도로 경사지역 격자자료 표 고속도로 성토부 추출 컨셉 이미지 표 2018년 공주시 지역 고속도로 성토부의 연간 태양에너지 공간분포 표 고속도로 성토부 군집화 알고리즘 컨셉 이미지 표 위치에 따른 평균/총량 태양복사에너지 값 표 공주시 지역 고속도로 성토부 태양광패널 최종 후보지 선정 결과: (a)DEM 중첩 영상 및 (b) 항공사진 중첩 영상 표 지형 방위각(좌) 및 경사각, 음영 영역 분석(우) 개요 표 고해상도(5×5m)와 저해상도(30×30m)의 연산처리 비교 표 2단계 태양광 패널 적지 선별 기법의 모식도 표 최소 거리차이에 따른 클러스터 성공 비율: (a) 센터 기준 거리, (b) 경계 기준 거리 표 2개의 다른 해상도 에너지 맵에서 선별된 고에너지(상위10%) 클러스터 지역개수 (a) 고해상도: 72개, (b) 저해상도: 110개 표 위성사진을 통한 고해상도와 저해상도 클러스터 겹침의 정도 비교; (a) 많은 겹침, (b) 제한된 겹침, (c) 적은 겹침 표 전력시장 참여 국내 태양광 전력거래량 내역 표 위성사진과 비교하여 위도 경도 확인 표 실제 발전소의 추정된 태양복사에너지 예시 표 회귀분석을 위한 종속, 독립변수의 정의 및 특성 표 회구분석을 위한 입력변수 자료 취득 과정 개념도 표 2013년 1월 기상데이터 취합 예시 표 다중회귀분석 모형 요약 표 다중회귀분석 결과 표 회귀분석에 따른 추정 결과분석: 실제 발전량과 추정 발전량과의 오차 표 실제 및 추정 발전량 비교 표 핵심성과 2의 연차별·기관별 연구개발 내용 및 범위 표 기술 요약도: 설치된 태양광 발전소로부터 기초 알고리즘 개발 표 태양복사에너지 추정 기술을 활용하여 제작된 태양복사에너지 모델 모식도 표 데이터 취득 및 전처리 과정도 표 전국단위의 단일 지도 이미지를 다수의 훈련 이미지로 분절하는 과정도 표 출력층 모델링을 위한 태양복사에너지 분류 범위 표 (a) 입력층 데이터로 사용된 수치표고모형 및 (b) 예측을 위한 출력층 데이터(class)를 구성하는데 사용된 태양복사에너지 표 기술의 타당성 검증을 위한 합성곱 신경망 아키텍쳐 평가 표 (a) 30 × 30 픽셀 및 (b) 60 × 60 픽셀의 이미지를 입력 데이터로 활용하여 산출된 모델의 정확도 비교 표 희귀분석 기반의 합성곱 신경망 아키텍쳐 표 입출력 데이터 모델링: (a) 다양한 크기의 입력층 데이터, (b) 다양한 모양을 사용하여 계산된 출력층 데이터 표 정규분포를 통해 변환된 태양복사에너지값의 히스토그램 표 태양복사에너지 추정훈련에 따른 손실값(loss) 변화 표 5-fold cross validation 모식도 표 12개 조합의 입출력층에 따른 훈련과정에서의 성능평가 결과표 표 최적의 입출력 데이터 조건에 따른 훈련과 테스트 성능평가 결과표 표 실제값과 예측값의 비교 표 무작위로 생성된 결과값을 맵 형태로 변환하는 과정의 개요도 표 전국단위 맵핑화 작업: (a) 추정값에 대한 맵, (b) 실제값에 대한 맵, (c) 추정오류에 대한 맵 표 3가지 유형으로 분류한 지형 (a) 전국단위로 묘사, (b) 해당 표시 지역을 확대한 모습 표 지형 유형에 따른 추정 모델 성능 비교 표 기술 요약도: 탐색 후보지 데이터에 적용하여 적지 선별 알고리즘 고도화 표 LSTM-RNN 기반 태양광 발전량 추정 모델의 개요도 표 개발된 LSTM-RNN 모델의 상세도: 시간간격(time step)이 4개월인 경우 표 시간간격에 따른 RMSE값 변화 표 최종 선정된 추정 모델의 성능평가 (time step = 10) 표 발전량 추정치와 실제값의 비교분석: (a) 훈련결과, (b) 테스트결과 표 월별 및 계절에 따른 nRMSE 값의 변화 비교 표 정규화된 잔차(오차)의 월별 추이 표 용량 크기에 따른 발전량 추정에러 비교: (a) 고용량, (b) 저용량 표 용량크기에 따라 변화하는 실발전량과 추정발전량간의 차이 비교 표 국지가중회귀분석의 접근법(Locally Weighted Learning) 표 국지가중회귀 분석 결과 표 실거래량과 추정량의 결과 비교 표 기계학습을 통해 예측된 월별 데이터의 오차 비교 표 전국 고속도로에 대한 태양광 발전량 추정 적용도 표 태양광 발전량 추정 모델 성능 평가 표 ArcGIS Pro를 활용하여 제작된 고속도로 주변부 태양광 발전량 지도: (a) 전국단위 결과 지도, (b) 확대된 결과 표 적지 탐색 결과: 발전효율 기준 상위 10개 지역의 위성사진 표 적지 탐색 결과: 발전효율 기준 상위 10개 지역의 추정 발전량 및 위치 표 연구 최종결과물의 활용방안 요약도
표 연구의 최종목표 및 기술 개념도 표 연구개발 배경 및 필요성의 요약도 표 태양광패널의 설치 부지 선정과 관련된 주요 연구 동향 및 한계점 표 국내 연구 정리 표 국외 연구 정리 표 고속도로망 주변 유휴국유지를 대상으로 한 다차원 공간데이터 프로세싱 기술 표 태양기상자원지도 표 추정치와 실제 측정량 비교 표 태양복사에너지 분포지도와 태양광 발전소의 적지 분석 결과 비교 표 태양광패널의 후보지 탐색 및 적지 선별과 관련된 선행 연구 표 공동연구 추진 체계 표 핵심성과 1의 연차별·기관별 연구개발 내용 및 범위 표 기술 요약도: 수치지도로부터 입력자료 추출 및 생성 표 (a) 1:5,000 축적 수치지도 및 (b) 수치표고모형 표 지형 음영효과 계산 표 2018년 6월 1일 공주지역의 시간대별 음영 지역 변화 표 공주시 지역 지형 방위각 공간 분포 표 공주시 지역 지형 경사각 공간 분포 표 기술 요약도: 태양광패널 후보지 탐색 표 월별 남한지역 Td Tb 상수값 (37.57°N / 126.97°E) 표 경사 표면에서의 태양 광선 기하 모델 표 2018년 공주시 지역 연간 태양에너지 공간분포 표 (a) 수치지도 고속도로 네트워크 및 (b) 고속도로 경사지역 격자자료 표 고속도로 성토부 추출 컨셉 이미지 표 2018년 공주시 지역 고속도로 성토부의 연간 태양에너지 공간분포 표 고속도로 성토부 군집화 알고리즘 컨셉 이미지 표 위치에 따른 평균/총량 태양복사에너지 값 표 공주시 지역 고속도로 성토부 태양광패널 최종 후보지 선정 결과: (a)DEM 중첩 영상 및 (b) 항공사진 중첩 영상 표 지형 방위각(좌) 및 경사각, 음영 영역 분석(우) 개요 표 고해상도(5×5m)와 저해상도(30×30m)의 연산처리 비교 표 2단계 태양광 패널 적지 선별 기법의 모식도 표 최소 거리차이에 따른 클러스터 성공 비율: (a) 센터 기준 거리, (b) 경계 기준 거리 표 2개의 다른 해상도 에너지 맵에서 선별된 고에너지(상위10%) 클러스터 지역개수 (a) 고해상도: 72개, (b) 저해상도: 110개 표 위성사진을 통한 고해상도와 저해상도 클러스터 겹침의 정도 비교; (a) 많은 겹침, (b) 제한된 겹침, (c) 적은 겹침 표 전력시장 참여 국내 태양광 전력거래량 내역 표 위성사진과 비교하여 위도 경도 확인 표 실제 발전소의 추정된 태양복사에너지 예시 표 회귀분석을 위한 종속, 독립변수의 정의 및 특성 표 회구분석을 위한 입력변수 자료 취득 과정 개념도 표 2013년 1월 기상데이터 취합 예시 표 다중회귀분석 모형 요약 표 다중회귀분석 결과 표 회귀분석에 따른 추정 결과분석: 실제 발전량과 추정 발전량과의 오차 표 실제 및 추정 발전량 비교 표 핵심성과 2의 연차별·기관별 연구개발 내용 및 범위 표 기술 요약도: 설치된 태양광 발전소로부터 기초 알고리즘 개발 표 태양복사에너지 추정 기술을 활용하여 제작된 태양복사에너지 모델 모식도 표 데이터 취득 및 전처리 과정도 표 전국단위의 단일 지도 이미지를 다수의 훈련 이미지로 분절하는 과정도 표 출력층 모델링을 위한 태양복사에너지 분류 범위 표 (a) 입력층 데이터로 사용된 수치표고모형 및 (b) 예측을 위한 출력층 데이터(class)를 구성하는데 사용된 태양복사에너지 표 기술의 타당성 검증을 위한 합성곱 신경망 아키텍쳐 평가 표 (a) 30 × 30 픽셀 및 (b) 60 × 60 픽셀의 이미지를 입력 데이터로 활용하여 산출된 모델의 정확도 비교 표 희귀분석 기반의 합성곱 신경망 아키텍쳐 표 입출력 데이터 모델링: (a) 다양한 크기의 입력층 데이터, (b) 다양한 모양을 사용하여 계산된 출력층 데이터 표 정규분포를 통해 변환된 태양복사에너지값의 히스토그램 표 태양복사에너지 추정훈련에 따른 손실값(loss) 변화 표 5-fold cross validation 모식도 표 12개 조합의 입출력층에 따른 훈련과정에서의 성능평가 결과표 표 최적의 입출력 데이터 조건에 따른 훈련과 테스트 성능평가 결과표 표 실제값과 예측값의 비교 표 무작위로 생성된 결과값을 맵 형태로 변환하는 과정의 개요도 표 전국단위 맵핑화 작업: (a) 추정값에 대한 맵, (b) 실제값에 대한 맵, (c) 추정오류에 대한 맵 표 3가지 유형으로 분류한 지형 (a) 전국단위로 묘사, (b) 해당 표시 지역을 확대한 모습 표 지형 유형에 따른 추정 모델 성능 비교 표 기술 요약도: 탐색 후보지 데이터에 적용하여 적지 선별 알고리즘 고도화 표 LSTM-RNN 기반 태양광 발전량 추정 모델의 개요도 표 개발된 LSTM-RNN 모델의 상세도: 시간간격(time step)이 4개월인 경우 표 시간간격에 따른 RMSE값 변화 표 최종 선정된 추정 모델의 성능평가 (time step = 10) 표 발전량 추정치와 실제값의 비교분석: (a) 훈련결과, (b) 테스트결과 표 월별 및 계절에 따른 nRMSE 값의 변화 비교 표 정규화된 잔차(오차)의 월별 추이 표 용량 크기에 따른 발전량 추정에러 비교: (a) 고용량, (b) 저용량 표 용량크기에 따라 변화하는 실발전량과 추정발전량간의 차이 비교 표 국지가중회귀분석의 접근법(Locally Weighted Learning) 표 국지가중회귀 분석 결과 표 실거래량과 추정량의 결과 비교 표 기계학습을 통해 예측된 월별 데이터의 오차 비교 표 전국 고속도로에 대한 태양광 발전량 추정 적용도 표 태양광 발전량 추정 모델 성능 평가 표 ArcGIS Pro를 활용하여 제작된 고속도로 주변부 태양광 발전량 지도: (a) 전국단위 결과 지도, (b) 확대된 결과 표 적지 탐색 결과: 발전효율 기준 상위 10개 지역의 위성사진 표 적지 탐색 결과: 발전효율 기준 상위 10개 지역의 추정 발전량 및 위치 표 연구 최종결과물의 활용방안 요약도
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