초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 태양광시스템의 발전량 예측알고리즘 고도화와 설치(투자)타당성에 대한 평가를 목표로, 공간통계 보간 기술을 활용한 태양광 발전량 예측 알고리즘 개발과 태양광 발전량 지도를 구축하였다. 이를 위하여 1차년도에는 태양광발전 현황조사 및 공간통계기법을 활용한 기상자료 예측 기술을 개발하고, 2차년도에는 공간통계기법 기반의 기상자료 예측에 대한 실증연구를 수행하며, 3차년도에는 공간통계기법 기반의 태양광 발전량 예측 기술을 개발하여 실증평가와 고도화를 수행하고 태양광발전량 예측지도를 구축하였다.

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□ 연구개요
본 연구는 태양광시스템의 발전량 예측알고리즘 고도화와 설치(투자)타당성에 대한 평가를 목표로, 공간통계 보간 기술을 활용한 태양광 발전량 예측 알고리즘 개발과 태양광 발전량 지도를 구축하였다. 이를 위하여 1차년도에는 태양광발전 현황조사 및 공간통계기법을 활용한 기상자료 예측 기술을 개발하고, 2차년도에는 공간통계기법 기반의 기상자료 예측에 대한 실증연구를 수행하며, 3차년도에는 공간통계기법 기반의 태양광 발전량 예측 기술을 개발하여 실증평가와 고도화를 수행하고 태양광발전량 예측지도를 구축하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
< 연구 주요 변경사항 >
● 최초의 연구 목표에서는 공간통계기술 중 크리깅을 활용하려 하였으나, 연구과정에서 역거리 가중 보간(IDW)를 활용하기로 결정하였음.
● 공간통계기술 기반의 태양광발전량 예측 프로세스를 새롭게 정립하였으며, 예측 프로세스의 한 과정으로 공간통계기술과 머신러닝 기술이 복합 활용되는 과정을 제안하였음. 따라서 머신러닝 기술의 활용 범위가 최초 목표보다 축소되었음.
< 1차년 주요 목표 및 연구결과 요약 >
● 지역별 태양광발전시설 현황조사 : 전국의 각 행정구역별 태양광발전시설 관련 데이터를 수집하여 행정구역별 태양광발전시설 개소, 용량 등의 현황을 분석하였음.
● 공간통계기법을 이용한 기상자료 예측 알고리즘 개발 : 기술개발에 필요한 공공 기상데이터를 수집하고 임의 지역의 기상자료를 예측하기 위한 알고리즘을 개발하였음.
< 2차년 주요 목표 및 연구결과 요약 >
● 공간통계기법을 이용한 기상자료 예측 및 실증/예측지도 개발 : 태양광발전소를 대상으로 공간통계기법을 이용한 기상자료 예측 기술을 실증함. 일사량 예측 결과, 평균 절대 백분율 오차(MAPE)가 약 8%이며 기온 예측 결과 약 13%로 확인됨. 공공데이터를 활용하는 것보다 실제값과 유사한 것으로 확인됨.
< 3차년 주요 목표 및 연구결과 요약 >
● 공간통계기법 기반의 태양광발전량 예측 프로세스 개발 : 태양광발전량 및 기상 데이터의 측정여부에 따른 공간통계기술 기반의 태양광발전량 예측 프로세스를 제안하였음.
● 실증연구를 통한 예측기술의 고도화/태양광발전량 예측지도 개발 : 제안한 예측 프로세스를 검증하고 고도화 하기 위하여 태양광발전소를 대상으로 실증연구하였으며 실증연구 대상에 따라 상이하기는 하지만 발전량 예측에 대한 최소 오차율이 5% 미만인 것을 확인하였음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
< 종관기상관측소 관측값 대비 최대 57% 수준으로 오차율 감소 >
● 기상관측 자료가 없는 태양광발전소의 발전량을 예측함에 있어, 본 연구에서 개발한 예측기술을 활용하면 공공데이터 관측값을 활용하는 것 대비 최대 57% 수준까지 오차율을 감소시킬 수 있음. 이에, 발전량 예측정확도를 향상시킬 수 있음.
< 태양광발전시스템 사업 자료로 활용 >
● 발전량 및 기상자료 예측지도는 태양광발전사업 투자자와 고객에게 사업투자 지표로 활용 될 수 있을 것으로 기대되며, 태양광발전량 예측 정확도를 향상시키므로써 태양광발전 관련 사업적 불확실성을 제거하여 산업 활성화 및 사업성 증대에 기여할 수 있음.
● 국내 전역에 대해 분해능 5km 이하의 조밀한 태양광시스템 발전량 지도를 개발함으로써 태양광설비의 합리적 입지선정에 기여할 수 있음.
< 신재생에너지 관련분야의 인력양성 >
● 태양광발전량 예측과 분석 기술 및 신재생에너지 관련 기술 교육을 통해 관련 기업의 요구하는 인력을 양성하는 데 기여하였음.
● 빅데이터 수집 및 관리방법, 관련 프로그램(PVsyst, QGIS 등) 활용기술 등을 연구 참여 학생 및 관련 기관의 직원 등에게 교육하여 기업에 부합하는 산업 전문성을 강화함으로써 산학협력에 기여함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구의 최종 목표 ... 4
• 1.2 연구개발의 배경 및 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과 ... 6
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 15
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 32