KR102484821B1 - Apparatus for calculating optimal orientation of photovoltaic panels and method thereof - Google Patents
Apparatus for calculating optimal orientation of photovoltaic panels and method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR102484821B1 KR102484821B1 KR1020210005961A KR20210005961A KR102484821B1 KR 102484821 B1 KR102484821 B1 KR 102484821B1 KR 1020210005961 A KR1020210005961 A KR 1020210005961A KR 20210005961 A KR20210005961 A KR 20210005961A KR 102484821 B1 KR102484821 B1 KR 102484821B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solar radiation
- optimal
- solar panel
- calculating
- angle
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 72
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 9
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000011234 economic evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S20/00—Supporting structures for PV modules
- H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
실시예에 의한 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 장치 및 그 방법이 개시된다. 상기 태양광 패널의 최적 방향 산출 장치는 수집된 측정 데이터로부터 미리 정해진 기상연도 데이터를 추출하여 기상연도 빅데이터를 구축하는 추출부; 상기 구축된 기상연도 빅데이터를 기초로 천구 영역의 단위 영역마다 태양광 패널의 방향에 따른 경사면 일사량을 추정하는 추정부; 및 상기 산출된 경사면 일사량을 기초로 천구 영역에 대한 일사량 분포 모델을 생성하고, 상기 생성된 일사량 분포 모델을 기초로 최적 방향과 상기 최적 방향에 따라 허용 가능한 완충 각도를 산출하는 산출부를 포함한다.An apparatus and method for calculating an optimal direction of a solar panel according to an embodiment are disclosed. The apparatus for calculating the optimal direction of the solar panel includes an extraction unit configured to construct weather year big data by extracting predetermined weather year data from collected measurement data; an estimator for estimating insolation on a slope according to a direction of a solar panel for each unit area of a celestial sphere based on the built-up meteorological year big data; and a calculation unit generating a solar radiation distribution model for a celestial sphere based on the calculated solar radiation on the inclined surface, and calculating an optimal direction and an allowable buffer angle according to the optimal direction based on the generated solar radiation distribution model.
Description
실시예는 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.Embodiments relate to an apparatus and method for calculating an optimal orientation of a solar panel.
PV(photovoltaic) 산업이 보조금 없이 그리드 패리티(grid parity)에 도달하기 시작하면서 경제 평가가 산업의 핵심 요소로 떠올랐다. 태양광 패널의 방향을 최적화하는 것은 경제성 평가의 중요한 부분이기 때문에 최적의 방향을 결정하기 위해 수많은 연구가 수행되었다.As the photovoltaic (PV) industry begins to reach grid parity without subsidies, economic evaluation has emerged as a key factor for the industry. Since optimizing the orientation of solar panels is an important part of economic evaluation, numerous studies have been conducted to determine the optimal orientation.
기존의 연구들에서도 태양광 패널의 최적 방향을 제공하고 있지만, 여기서 제공되는 최적 방향은 일반적으로 제약이 없는 영역에 건설된 PV 발전소에 적합하다. 즉, 태양광 패널 설치 시 대상 영역의 모양, 경사 및 주변 구조와 같은 많은 요소를 고려해야 하는데, 이론적으로 최적의 방향으로 설치하면 공간 효율성, 지반 안정화 비용 및 주변 물체와 관련된 비용을 고려할 때 경제성이 떨어질 수 있기 때문이다.Existing studies also provide optimal orientations for solar panels, but the optimal orientations provided here are generally suitable for PV plants built in unconstrained areas. In other words, when installing solar panels, many factors such as the shape, slope, and surrounding structure of the target area must be considered. In theory, if installed in an optimal direction, it will be less economical when considering space efficiency, cost of ground stabilization, and cost related to surrounding objects. because it can
실시예는 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 장치 및 그 방법을 제공한다.Embodiments provide an apparatus and method for calculating an optimal direction of a solar panel.
실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the embodiment is not limited thereto, and it will be said that the solution to the problem described below or the purpose or effect that can be grasped from the embodiment is also included.
실시예에 따른 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 장치는 수집된 측정 데이터로부터 미리 정해진 기상연도 데이터를 추출하여 기상연도 빅데이터를 구축하는 추출부; 상기 구축된 기상연도 빅데이터를 기초로 천구 영역의 단위 영역마다 태양광 패널의 방향에 따른 경사면 일사량을 추정하는 추정부; 및 상기 산출된 경사면 일사량을 기초로 천구 영역에 대한 일사량 분포 모델을 생성하고, 상기 생성된 일사량 분포 모델을 기초로 최적 방향과 상기 최적 방향에 따라 허용 가능한 완충 각도를 산출하는 산출부를 포함할 수 있다.An apparatus for calculating an optimal direction of a solar panel according to an embodiment includes an extraction unit configured to construct weather year big data by extracting predetermined weather year data from collected measurement data; an estimator for estimating insolation on a slope according to a direction of a solar panel for each unit area of a celestial sphere based on the built-up meteorological year big data; and a calculating unit generating a solar radiation distribution model for a celestial sphere based on the calculated solar radiation on the inclined surface, and calculating an optimal direction and an allowable buffer angle according to the optimal direction based on the generated solar radiation distribution model. .
상기 추정부는 시뮬레이션을 통해 반구 형상의 천구 영역을 다수의 단위 영역으로 분할하고, 상기 분할된 단위 영역마다 경사면 일사량을 추정할 수 있다.The estimator may divide the hemispherical celestial sphere into a plurality of unit regions through simulation, and estimate insolation on the inclined surface for each of the divided unit regions.
상기 산출부는 상기 일사량 분포 모델에서 단위 영역별 경사면 일사량을 비교하여 태양광 패널의 중심점으로부터 경사면 일사량이 가장 높은 값을 갖는 단위 영역의 중심점을 연결하여 최적 방향을 산출할 수 있다.The calculation unit may calculate an optimal direction by comparing solar radiation on an inclined surface for each unit area in the solar radiation distribution model and connecting a center point of a unit area having the highest value of solar radiation on an inclined surface from a central point of a solar panel.
상기 최적 방향은 최적 천정각과 최적 방위각을 포함할 수 있다.The optimal direction may include an optimal zenith angle and an optimal azimuth angle.
상기 산출부는 상기 최적 방향을 기초로 일사량 손실 영역을 분류하고, 상기 분류된 일사량 손실 영역을 기초로 상기 완충 각도를 산출할 수 있다.The calculation unit may classify solar radiation loss areas based on the optimal direction and calculate the buffer angle based on the classified solar radiation loss areas.
상기 완충 각도는 수학식 
상기 완충 각도는 수학식 Tn% = α × n0.556, α = 9.276 × GHI-0.0789에 의해 구하고, Tn%는 n% 완충 각도이고, GHI는 평균 GHI일 수 있다.The buffer angle is obtained by the equation T n% = α × n 0.556 , α = 9.276 × GHI -0.0789 , T n% is the n% buffer angle, and GHI may be an average GHI.
실시예에 따른 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 방법은 수집된 측정 데이터로부터 미리 정해진 기상연도 데이터를 추출하여 기상연도 빅데이터를 구축하는 단계; 상기 구축된 기상연도 빅데이터를 기초로 천구 영역의 단위 영역마다 태양광 패널의 방향에 따른 경사면 일사량을 추정하는 단계; 및 상기 산출된 경사면 일사량을 기초로 천구 영역에 대한 일사량 분포 모델을 생성하고, 상기 생성된 일사량 분포 모델을 기초로 최적 방향과 상기 최적 방향에 따라 허용 가능한 완충 각도를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.A method for calculating an optimal direction of a solar panel according to an embodiment includes extracting predetermined weather year data from collected measurement data and constructing weather year big data; estimating insolation on an inclined surface according to a direction of a solar panel for each unit area of a celestial sphere based on the constructed meteorological year big data; and generating a solar radiation distribution model for a celestial sphere based on the calculated solar radiation on the inclined surface, and calculating an optimal direction and an allowable buffer angle according to the optimal direction based on the generated solar radiation distribution model. .
상기 추정하는 단계에서는 시뮬레이션을 통해 반구 형상의 천구 영역을 다수의 단위 영역으로 분할하고, 상기 분할된 단위 영역마다 경사면 일사량을 추정할 수 있다.In the estimating step, the hemispherical celestial sphere may be divided into a plurality of unit regions through simulation, and the insolation amount of the inclined surface may be estimated for each of the divided unit regions.
상기 산출하는 단계에서는 상기 일사량 분포 모델에서 단위 영역별 경사면 일사량을 비교하여 태양광 패널의 중심점으로부터 경사면 일사량이 가장 높은 값을 갖는 단위 영역의 중심점을 연결하여 최적 방향을 산출할 수 있다.In the calculating step, an optimum direction may be calculated by comparing the amount of solar radiation on the inclined surface for each unit area in the solar radiation distribution model and connecting the central point of the solar panel to the central point of the unit area having the highest value of solar radiation on the inclined surface.
상기 산출하는 단계에서는 상기 최적 방향을 기초로 일사량 손실 영역을 분류하고, 상기 분류된 일사량 손실 영역을 기초로 상기 완충 각도를 산출할 수 있다.In the calculating step, solar radiation loss areas may be classified based on the optimal direction, and the buffer angle may be calculated based on the classified solar radiation loss areas.
실시예에 따르면, 측정 데이터로부터 기상연도 데이터를 추출하고, 추출된 기상연도 데이터를 기초로 태양광 패널의 방향에 따라 천구 영역의 경사면 일사량을 추정하고, 추정된 천구 영역의 경사면 일사량을 기초로 태양광 패널의 최적 방향과 최적 방향에 따라 허용 가능한 완충 각도를 산출하도록 함으로써, 설치 지역의 상황을 고려하여 태양광 패널의 최적 방향을 유연하게 결정할 수 있다.According to the embodiment, the meteorological year data is extracted from the measured data, the insolation of the inclined surface of the celestial area is estimated according to the direction of the solar panel based on the extracted meteorological year data, and the insolation of the inclined surface of the celestial area is estimated based on the insolation of the inclined surface of the celestial area. By calculating an allowable buffering angle according to the optimum direction and the optimum direction of the light panel, the optimum direction of the solar panel can be flexibly determined in consideration of the situation of the installation area.
실시예에 따르면, 설치 지역의 상황을 고려하여 태양광 패널의 최적 방향을 유연하게 결정하는 것이 가능하기 때문에 실제 태양광 패널의 설치 비율을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, since it is possible to flexibly determine the optimal direction of the solar panel in consideration of the situation of the installation area, it is possible to improve the actual solar panel installation ratio.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and will be more easily understood in the process of describing specific embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 패널의 최적 방향 산출 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 태양광 패널의 최적 방향과 완충 각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 패널의 최적 방향 산출 방법을 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 최적 방향과 완충 각도의 산출 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5e는 패널 방향 최적화 계수에 대한 데이터를 보여주는 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 패널 방향 최적화 계수 산출 원리를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram showing an apparatus for calculating an optimal direction of a solar panel according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining an optimal direction and a buffer angle of a solar panel according to an embodiment.
3 is a diagram illustrating a method for calculating an optimal direction of a solar panel according to an embodiment of the present invention.
4A to 4C are diagrams for explaining the calculation principle of an optimal direction and a buffer angle.
5A to 5E are diagrams showing data for panel direction optimization coefficients.
6A to 6D are diagrams for explaining a principle of calculating a panel direction optimization coefficient.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some of the described embodiments, but may be implemented in a variety of different forms, and if it is within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components among the embodiments can be selectively implemented. can be used by combining and substituting.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention, unless explicitly specifically defined and described, can be generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It can be interpreted as meaning, and commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, can be interpreted in consideration of contextual meanings of related technologies.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.Also, terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this specification, the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when described as “at least one (or more than one) of A and (and) B and C”, A, B, and C are combined. may include one or more of all possible combinations.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used to describe components of an embodiment of the present invention.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.These terms are only used to distinguish the component from other components, and the term is not limited to the nature, order, or order of the corresponding component.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.In addition, when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected to, combined with, or connected to the other component, but also with the component. It may also include the case of being 'connected', 'combined', or 'connected' due to another component between the other components.
또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In addition, when it is described as being formed or disposed on “above (above) or below (below)” of each component, “upper (above)” or “lower (below)” is not only a case where two components are in direct contact with each other, but also one A case in which another component above is formed or disposed between two components is also included. In addition, when expressed as “up (up) or down (down)”, it may include the meaning of not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
실시예에서는, 측정 데이터로부터 기상연도 데이터를 추출하고, 추출된 기상연도 데이터를 기초로 태양광 패널의 방향에 따라 천구 영역의 경사면 일사량을 추정하고, 추정된 천구 영역의 경사면 일사량을 기초로 태양광 패널의 최적 방향과 최적 방향에 따라 허용 가능한 완충 각도를 산출하도록 한, 새로운 방안을 제안한다.In the embodiment, the meteorological year data is extracted from the measurement data, the insolation of the inclined surface of the celestial sphere is estimated according to the direction of the solar panel based on the extracted meteorological year data, and the solar radiation is calculated based on the insolation of the inclined surface of the estimated celestial region. A new method is proposed to calculate the allowable buffering angle according to the optimum direction and the optimal direction of the panel.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 패널의 최적 방향 산출 장치를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing an apparatus for calculating an optimal direction of a solar panel according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 장치는 수집부(100), 추출부(200), 추정부(300), 산출부(400), 저장부(500)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , an apparatus for calculating an optimal direction of a solar panel according to an embodiment of the present invention includes a
수집부(100)는 다양한 장소에서 장기적으로 실측된 측정 데이터를 수집할 수 있다. 여기서, 측정 데이터는 일사량 측정에 관련된 모든 데이터를 포함할 수 있다.The
추출부(200)는 수집된 측정 데이터로부터 미리 정해진 기상연도 데이터를 추출할 수 있다. 실시예에서 적용하는 기상연도 데이터는 경도와 위도의 위치, GHI(Global Horizontal Irradiance), DNI(Direct Normal Irradiance)를 포함할 수 있다. 여기서 기상연도 데이터는 TMY(Typical Meteorological Year) 데이터일 수 있다.The
추출부(200)는 추출된 기상연도 데이터를 기초로 기상연도 빅데이터를 구축할 수 있다.The
추정부(300)는 구축된 기상연도 빅데이터를 기초로 태양광 패널의 방향에 따른 경사면 일사량(POA Irradiance)을 추정할 수 있다. 추정부(300)는 천구 영역을 다수의 영역으로 분할하여 각 태양광 패널의 방향에 따른 경사면 일사량을 추정할 수 있다.The
산출부(400)는 추정된 태양광 패널의 방향에 따른 경사면 일사량을 기초로 미리 정해진 패널 방향 최적화 계수(Panel orientation Optimization Factors, POF)를 산출할 수 있다. 실시예에서 적용된 미리 정해진 패널방향 최적화 계수는 태양광 패널의 최적 방향과 최적 방향에 따라 허용 가능한 완충 각도를 포함할 수 있다.The
저장부(500)는 수집된 측정 데이터, 추출된 기상연도 데이터뿐만 아니라, 산출된 패널방향 최적화 계수 즉, 태양광 패널의 최적 방향과 완충 각도를 저장할 수 있다.The
도 2는 실시예에 따른 태양광 패널의 최적 방향과 완충 각도를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining an optimal direction and a buffer angle of a solar panel according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 패널의 최적 방향(optimal orientation)과 완충 각도(tolerance angle)를 보여주는데, 여기서 완충 각도는 최적 방향을 기준으로 미리 정해진 %의 일사량 손실 허용 가능한 영역 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 2 , an optimal orientation and a tolerance angle of a solar panel according to an embodiment of the present invention are shown, where the buffer angle is a predetermined percentage of solar radiation loss permissible based on the optimal orientation. area can be indicated.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 패널의 최적 방향 산출 방법을 나타내는 도면이고, 도 4a 내지 도 4c는 최적 방향과 완충 각도의 산출 원리를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram illustrating a method for calculating an optimal direction of a solar panel according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4A to 4C are diagrams for explaining the principle of calculating an optimal direction and a buffer angle.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 장치(이하, 최적방향 산출장치라고 한다)는 다양한 장소에서 장기적으로 실측된 측정 데이터를 수집하고(S310), 수집된 측정 데이터로부터 미리 정해진 기상연도 데이터를 추출하여(S320) 기상연도 빅데이터를 구축할 수 있다(S330).Referring to FIG. 3, an apparatus for calculating an optimal direction of a solar panel according to an embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as an optimal direction calculator) collects measurement data measured in various places over a long period of time (S310). , It is possible to construct weather year big data by extracting predetermined weather year data from the collected measurement data (S320).
기상연도 데이터는 측정 데이터의 일반적인 값에서 추출할 수 있다. 기상연도 데이터는 일반적인 시계열 측정 데이터와 달리 특정 기간 동안 편향없는 장기간에 걸친 데이터이다. 이러한 기상연도 데이터에는 태양광 패널의 일사량을 계산하기 위한 위치, 일사량, 날씨 등의 매개 변수가 포함되나 전력 생성을 계산하기 위해서는 온도, 인버터 효율과 같은 매개 변수도 포함될 수 있다. 하지만, 실시예에서 POF는 매개 변수의 수를 줄이고 일반화된 결과를 생성하기 위해 일사량을 사용하고자 한다.Meteorological year data can be extracted from typical values of measurement data. Meteorological year data, unlike general time series measurement data, is long-term data without bias during a specific period. Such meteorological year data includes parameters such as location, solar radiation, and weather to calculate the insolation of a solar panel, but may also include parameters such as temperature and inverter efficiency to calculate power generation. However, in an embodiment, POF attempts to use insolation to reduce the number of parameters and produce generalized results.
다음으로, 최적방향 산출장치는 구축된 기상연도 빅데이터를 기초로 태양광 패널의 방향에 따른 경사면 일사량을 추정할 수 있다(S340). 실시예에서는 기상연도 빅데이터를 기초로 시뮬레이션을 수행하여 경사면 일사량을 추정하고자 한다.Next, the optimal direction calculating device may estimate the insolation amount of the inclined surface according to the direction of the solar panel based on the big data of the built meteorological year (S340). In the embodiment, it is intended to estimate the insolation of the slope by performing a simulation based on the big data of the meteorological year.
부연 설명하면, 경사면 일사량의 3가지 요소는 빔 일사량, 확산 일사량, 반사 일사량을 포함하는데, 빔 일사량, 확산 일사량, 반사 일사량은 다음의 수학식1과 같다.To explain further, the three elements of the slope solar radiation include beam solar radiation, diffuse solar radiation, and reflected solar radiation.
[수학식 1][Equation 1]
E = Eb + Ed + ErE = Eb + Ed + Er
Eb = DNI × cos(AOI), AOI = arccos(cosZs×cosβ + sinZs×sinβ + cos(As-Ap))Eb = DNI × cos(AOI), AOI = arccos(cosZs×cosβ + sinZs×sinβ + cos(As-Ap))
Ed = DHI × [(1-F1)×
Er = GHI × ρ × 
여기서, E는 경사면의 태양 일사량(solar irradiance)(W/m2), Eb는 빔 일사량(beam irradiance), Ed는 확산 일사량(diffuse irradiance), Er은 반사 일사량(reflected irradiance)이고, DNI는 법선면 직달 일사량(direct normal irradiance), GHI는 수평면 전일사량(Global Horizontal Irradiance)이고, AOI는 입사각(angle of incidence), Zs는 태양의 천정각(zenith angle), As는 태양의 방위각(azimuth angle), Ap는 지면의 방위각이고, F1, F2, a, b는 perez 확산 모델에서 사용되는 중간 매개 변수이고, β는 지면의 경사각(tilt angle)일 수 있다.where E is the solar irradiance of the slope (W/m 2 ), Eb is the beam irradiance, Ed is the diffuse irradiance, Er is the reflected irradiance, and DNI is the normal Direct normal irradiance, GHI is Global Horizontal Irradiance, AOI is the angle of incidence, Zs is the sun's zenith angle, As is the sun's azimuth angle, Ap is the azimuth angle of the ground, F1, F2, a, b are intermediate parameters used in the perez diffusion model, and β may be the tilt angle of the ground.
이때, 최적방향 산출장치는 시뮬레이션을 통해 반구 형상의 천구 영역을 다수의 단위 영역으로 분할하여 분할된 단위 영역마다 태양광 패널의 방향에 따른 경사면 일사량을 추정할 수 있다.At this time, the optimum direction calculation device may divide the hemispherical celestial sphere into a plurality of unit regions through simulation, and estimate the insolation amount of the inclined surface according to the direction of the solar panel for each divided unit region.
다음으로, 최적방향 산출장치는 천구 영역의 단위 영역마다 산출된 태양광 패널의 방향에 따른 경사면 일사량을 기초로 천구 영역에 대한 일사량 분포 모델을 생성할 수 있다(S350). 경사면 일사량이 천구 영역에 표시된 일사량 분포 모델은 도 4a와 같다.Next, the optimum direction calculation device may generate a solar radiation distribution model for the celestial area based on the solar radiation on the inclined surface according to the direction of the solar panel calculated for each unit area of the celestial area (S350). The insolation distribution model in which the insolation of the inclined surface is displayed in the celestial sphere is shown in FIG. 4A.
다음으로, 최적방향 산출장치는 일사량 분포 모델을 기초로 패널 방향 최적화 계수 예컨대, 최적 방향 및 최적 방향에 따라 허용 가능한 완충 각도를 산출할 수 있다.Next, the optimal direction calculator may calculate a panel orientation optimization coefficient, for example, an optimal direction and an allowable buffer angle according to the optimal direction, based on the solar radiation distribution model.
이때, 최적방향 산출장치는 일사량 분포 모델을 기초로 태양광 패널의 최적 방향을 산출할 수 있다(S360). 예컨대, 도 4b와 같이 최적방향 산출장치는 일사량 분포 모델에서 단위 영역별 경사면 일사량을 비교하여 그 비교한 결과에 따라 태양광 패널의 중심점(center point)으로부터 경사면 일사량이 가장 높은 값을 갖는 단위 영역의 중심점을 연결하여 태양광 패널의 최적 방향을 산출할 수 있다.At this time, the optimum direction calculating device may calculate the optimum direction of the solar panel based on the insolation distribution model (S360). For example, as shown in FIG. 4B, the optimum direction calculation device compares the solar radiation on the inclined surface for each unit area in the solar radiation distribution model, and according to the comparison result, the unit area having the highest solar radiation on the inclined surface from the center point of the solar panel. By connecting the center points, the optimal direction of the solar panel can be calculated.
이러한 태양광 패널의 최적 방향은 최적 천정각과 최적 방위각으로 나타낼 수 있다.The optimal direction of the solar panel may be represented by an optimal zenith angle and an optimal azimuth angle.
또한, 최적방향 산출장치는 일사량 분포 모델을 기초로 태양광 패널의 완충 각도를 산출할 수 있다. 예컨대, 도 4b와 같이 최적방향 산출장치는 태양광 패널의 최적 방향을 기초로 일사량 손실 영역을 분류하고(S370), 분류된 일사량 손실 영역을 기초로 태양광 패널의 최적 방향에 따라 허용 가능한 완충 각도를 산출할 수 있다(S380).In addition, the optimal direction calculator may calculate the buffer angle of the solar panel based on the insolation distribution model. For example, as shown in FIG. 4B, the optimal direction calculating device classifies the solar radiation loss area based on the optimal direction of the solar panel (S370), and based on the classified solar radiation loss area, the permissible buffer angle according to the optimal direction of the solar panel. Can be calculated (S380).
실시예에서 완충 각도를 정의할 때, 손실의 각도 분포(angular distribution)는 태양광 패널의 최적 방향을 중심으로 한 동심원으로 간주될 수 있다.When defining the buffer angle in the embodiment, the angular distribution of the loss may be regarded as a concentric circle centered on the optimal direction of the solar panel.
이때, 일사량 손실은 최대 일사량 대비 일사량의 손실 정도(%)를 나타낸다. 따라서 n% 일사량 손실 영역은 일사량이 최대 일사량 대비 n% 이하인 영역을 말한다.At this time, the solar radiation loss represents the degree of solar radiation loss (%) compared to the maximum solar radiation. Therefore, the n% solar radiation loss area refers to an area where the solar radiation is less than n% of the maximum solar radiation.
이러한 일사량 손실 영역을 기초로 산출된 n% 완충 각도 Tn%는 다음의 [수학식2]와 같다.The n% buffering angle T n% calculated based on the insolation loss area is as follows [Equation 2].
[수학식 2][Equation 2]
여기서 An%는 n% 일사량 손실 영역이고, A100%는 100% 일사량 손실 영역을 나타낸다. 도 4b에서는 상기 수학식2에 의해 산출된 5% 완충 각도 T5%를 보여주고 있다.Here, A n% is the n% solar radiation loss area, and A 100% represents the 100% solar radiation loss area. 4B shows the 5% buffer angle T 5% calculated by Equation 2 above.
반면, 손실의 각도 분포가 불완전한 원형일 경우 분포 형상에 대한 추가 분석이 요구된다. 실시예에서는 분포 형상에 대한 수평각과 수직각의 비율인 HV 비율을 적용하고자 한다.On the other hand, if the angular distribution of loss is incompletely circular, additional analysis of the distribution shape is required. In the embodiment, the HV ratio, which is the ratio of the horizontal angle and the vertical angle to the distribution shape, is intended to be applied.
도 4c를 참조하면, 분포 형상 즉, 일사량 손실 영역에 대한 수평각(horizontal angle)과 수직각(vertical angle)을 보여주고 있는데, 이 수평각과 수직각의 비율에 따라 일사량 불완전한 원형의 일사량 손실 영역을 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 4C, the distribution shape, that is, the horizontal angle and the vertical angle for the solar radiation loss area are shown. According to the ratio of the horizontal angle and the vertical angle, a circular solar radiation loss area with incomplete solar radiation is indicated. can
실시예에 따른 패널 방향 최적화 계수를 도출하기 위한 수학식을 유도하고자 한다. 여기서는 한국과 미국에서의 데이터를 기초로 시뮬레이션한 결과를 보여주고 있다.An equation for deriving a panel direction optimization coefficient according to an embodiment is to be derived. Here, simulation results based on data from Korea and the United States are shown.
도 5a 내지 도 5e는 패널 방향 최적화 계수에 대한 데이터를 보여주는 도면이다.5A to 5E are diagrams showing data for panel direction optimization coefficients.
도 5a를 참조하면, 10% 완충 각도의 지역적 분포 맵을 보여주는데, 10% 완충 각도는 28.60~29.46, 29.46~30.32, 30.32~31.18, 31.18~32.04, 32.04~32.90의 그룹으로 구분되어 있다.Referring to FIG. 5A, a regional distribution map of the 10% buffer angle is shown, and the 10% buffer angle is divided into groups of 28.60 to 29.46, 29.46 to 30.32, 30.32 to 31.18, 31.18 to 32.04, and 32.04 to 32.90.
도 5b를 참조하면, 태양광 패널을 위한 최적 천정각의 지역적 분포 맵을 보여주는데, 최적 천정각은 11.1~27.3, 27.3~29.3, 29.3~31.3, 31.3~33.4, 33.4~46.5의 그룹으로 구분되어 있다.Referring to FIG. 5B, a regional distribution map of optimal zenith angles for solar panels is shown, and the optimal zenith angles are divided into groups of 11.1 to 27.3, 27.3 to 29.3, 29.3 to 31.3, 31.3 to 33.4, and 33.4 to 46.5.
도 5c를 참조하면, 태양광 패널을 위한 최적 방위각의 지역적 분포 맵을 보여주는데, 최적 방위각은 -50~-7, -7~-5, -5~-3, -3~-1, -1~1, 1~3, 3~5, 5~7, 7~55의 그룹으로 구분되어 있다.Referring to FIG. 5C, a regional distribution map of the optimal azimuth for the solar panel is shown, and the optimal azimuth is -50~-7, -7~-5, -5~-3, -3~-1, -1~ It is divided into groups of 1, 1~3, 3~5, 5~7, and 7~55.
도 5b와 도 5c의 지역적 분포 맵에서 사용된 최적 천정각(OZ)과 최적 방위각(OA)에 대한 심볼의 방향은 효과적인 시각화를 위해 최적 천정각으로 설정되었다.The direction of the symbol for the optimal zenith angle (OZ) and optimal azimuth (OA) used in the regional distribution maps of FIGS. 5B and 5C was set to the optimal zenith angle for effective visualization.
도 5d를 참조하면, HV 비율의 지역적 분포 맵을 보여주는데, HV 비율은 1.03~1.11, 1.11~1.20, 1.20~1.29, 1.29~1.37, 1.37~1.46의 그룹으로 구분되어 있다.Referring to FIG. 5D, a regional distribution map of the HV ratio is shown, and the HV ratio is divided into groups of 1.03 to 1.11, 1.11 to 1.20, 1.20 to 1.29, 1.29 to 1.37, and 1.37 to 1.46.
또한, 일사량 손실에 따른 완충 각도는 다음의 [표 1]과 같이 나타낼 수 있다.In addition, the buffer angle according to the solar radiation loss can be expressed as the following [Table 1].
도 5e를 참조하면, 일부 지역에 대한 패널 방향 최적화 계수를 도출할 수 있다. 여기서는 제1 지역은 최적 천정각이 30.3°, 최적 방위각 181.5°, 10% 완충 각도 29.7°, HV 비율 1.18이고, 제2 지역은 최적 천정각이 24.3°, 최적 방위각 169.5°, 10% 완충 각도 29.7°, HV 비율 1.08이고, 제3 지역은 최적 천정각 40.4°, 최적 방위각 184.5°, 10% 완충 각도 30.9°, HV 비율 1.16으로 도출되어 있다.도 6a 내지 도 6d는 패널 방향 최적화 계수 산출 원리를 설명하기 위한 도면이다.Referring to FIG. 5E , panel orientation optimization coefficients for some regions may be derived. Here, the first region has an optimal zenith angle of 30.3°, an optimal azimuth of 181.5°, a 10% buffering angle of 29.7°, and an HV ratio of 1.18, and the second region has an optimal zenith angle of 24.3°, an optimal azimuth of 169.5°, a 10% buffering angle of 29.7°, The HV ratio is 1.08, and the third area is derived with an optimal zenith angle of 40.4°, an optimal azimuth angle of 184.5°, a 10% buffer angle of 30.9°, and an HV ratio of 1.16. FIGS. it is a drawing
도 6a를 참조하면, 위도에 따른 최적 천정각을 나타내고 있는데, 선형 특성을 보인다. 위도에 따른 최적 천정각을 근사화하면 다음의 [수학식 3]과 같이 정리된다.Referring to FIG. 6A , an optimal zenith angle according to latitude is shown, showing a linear characteristic. When the optimal zenith angle according to the latitude is approximated, it is arranged as in [Equation 3] below.
[수학식 3][Equation 3]
ZO = 0.519 × Ψ + 9.898Z O = 0.519 × Ψ + 9.898
여기서, Z0는 최적 천정각을 나타내고, Ψ는 위도를 나타낸다.Here, Z 0 represents the optimal zenith angle, and Ψ represents the latitude.
도 6b를 참조하면, 오전(AM)과 오후(PM)의 DNI 비율에 따른 최적 방위각을 나타내고 있는데, PA DNI 비율에 따른 최적 방위각을 근사화하면 다음의 [수학식 4]와 같이 정리된다.Referring to FIG. 6B, the optimal azimuth according to the DNI ratio of the morning (AM) and the afternoon (PM) is shown. When the optimal azimuth according to the PA DNI ratio is approximated, it is arranged as in [Equation 4].
[수학식 4][Equation 4]
AO = -59.303 × log RPA,DNI - 6.556A O = -59.303 × log R PA,DNI - 6.556
여기서, AO는 최적 방위각을 나타내고, RPA,DNI는 PA DNI를 나타낸다.Here, A O denotes the optimal azimuth, and R PA,DNI denotes PA DNI.
도 6c를 참조하면, 일사량 손실에 따른 평균 완충 각도를 나타내고 있는데, 일사량 손실에 따른 완충 각도를 근사화하면 다음의 [수학식 5]와 같이 정리된다.Referring to FIG. 6C , the average buffer angle according to the loss of solar radiation is shown. When the buffer angle according to the loss of solar radiation is approximated, it is arranged as in [Equation 5] below.
[수학식 5][Equation 5]
Tn% = α × n0.556 Tn % = α × n 0.556
여기서, α는 계수이고, 실시예에서 α는 8.290이다.Here, α is a coefficient, and α is 8.290 in the embodiment.
도 6d를 참조하면, 평균 GHI에 따른 10% 완충 각도를 나타내고 있는데, 평균 GHI에 따른 10% 완충 각도의 계수를 근사화하면 다음의 [수학식 6]과 같이 정리된다.Referring to FIG. 6D, the 10% buffer angle according to the average GHI is shown. When the coefficient of the 10% buffer angle according to the average GHI is approximated, it is arranged as in [Equation 6] below.
α = 9.276 × GHI-0.0789 α = 9.276 × GHI -0.0789
여기서, GHI는 평균 GHI를 나타낸다.Here, GHI represents the average GHI.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.The term '~unit' used in this embodiment means software or a hardware component such as a field-programmable gate array (FPGA) or ASIC, and '~unit' performs certain roles. However, '~ part' is not limited to software or hardware. '~bu' may be configured to be in an addressable storage medium and may be configured to reproduce one or more processors. Therefore, as an example, '~unit' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and procedures. , subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. Functions provided within components and '~units' may be combined into smaller numbers of components and '~units' or further separated into additional components and '~units'. In addition, components and '~units' may be implemented to play one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that it can be done.
100: 수집부
200: 추출부
300: 추정부
400: 산출부
500: 저장부100: collection unit
200: extraction unit
300: estimation unit
400: calculation unit
500: storage unit
Claims (14)
상기 구축된 기상연도 빅데이터를 기초로 천구 영역의 단위 영역마다 태양광 패널의 방향에 따른 경사면 일사량을 추정하는 추정부; 및
상기 추정된 경사면 일사량을 기초로 천구 영역에 대한 일사량 분포 모델을 생성하고, 상기 생성된 일사량 분포 모델을 기초로 최적 방향과 상기 최적 방향에 따라 허용 가능한 완충 각도를 산출하는 산출부를 포함하고,
상기 산출부는,
상기 최적 방향을 기초로 일사량 손실 영역을 분류하고, 상기 분류된 일사량 손실 영역을 기초로 상기 완충 각도를 산출하는, 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 장치.An extractor configured to construct weather year big data by extracting predetermined weather year data from the collected measurement data;
an estimator for estimating insolation on a slope according to a direction of a solar panel for each unit area of a celestial sphere based on the built-up meteorological year big data; and
A calculation unit for generating a solar radiation distribution model for a celestial sphere based on the estimated solar radiation on the inclined surface and calculating an optimal direction and an allowable buffer angle according to the optimal direction based on the generated solar radiation distribution model;
The calculator,
An apparatus for calculating an optimal direction of a solar panel, which classifies solar radiation loss areas based on the optimal direction and calculates the buffer angle based on the classified solar radiation loss areas.
상기 추정부는,
시뮬레이션을 통해 반구 형상의 천구 영역을 다수의 단위 영역으로 분할하고, 상기 분할된 단위 영역마다 경사면 일사량을 추정하는, 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 장치.According to claim 1,
The estimator,
An apparatus for calculating an optimal direction for a solar panel, which divides a hemispherical celestial sphere into a plurality of unit regions through simulation, and estimates insolation on an inclined surface for each of the divided unit regions.
상기 산출부는,
상기 일사량 분포 모델에서 단위 영역별 경사면 일사량을 비교하여 태양광 패널의 중심점으로부터 경사면 일사량이 가장 높은 값을 갖는 단위 영역의 중심점을 연결하여 최적 방향을 산출하는, 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 장치.According to claim 1,
The calculator,
In the solar radiation distribution model, the optimal direction of the solar panel is calculated by comparing the solar radiation of the inclined surface for each unit area and connecting the central point of the unit area having the highest value of the solar radiation of the inclined surface from the center point of the solar panel to calculate the optimal direction. Device.
상기 최적 방향은,
최적 천정각과 최적 방위각을 포함하는, 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 장치.According to claim 3,
The optimal direction is
An apparatus for calculating an optimal direction of a solar panel, including an optimal zenith angle and an optimal azimuth angle.
상기 완충 각도는,
수학식
The buffer angle is,
math formula
상기 완충 각도는,
수학식 Tn% = α × n0.556, α = 9.276 × GHI-0.0789에 의해 구하고, Tn%는 n% 완충 각도이고, GHI는 평균 GHI인, 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 장치.According to claim 1,
The buffer angle is,
Apparatus for calculating the optimal orientation of a solar panel, obtained by the equation T n% = α × n 0.556 , α = 9.276 × GHI -0.0789 , T n% is the n% buffer angle, and GHI is the average GHI.
상기 구축된 기상연도 빅데이터를 기초로 천구 영역의 단위 영역마다 태양광 패널의 방향에 따른 경사면 일사량을 추정하는 단계; 및
상기 추정된 경사면 일사량을 기초로 천구 영역에 대한 일사량 분포 모델을 생성하고, 상기 생성된 일사량 분포 모델을 기초로 최적 방향과 상기 최적 방향에 따라 허용 가능한 완충 각도를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 산출하는 단계에서는,
상기 최적 방향을 기초로 일사량 손실 영역을 분류하고, 상기 분류된 일사량 손실 영역을 기초로 상기 완충 각도를 산출하는, 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 방법.constructing weather year big data by extracting predetermined weather year data from the collected measurement data;
estimating insolation on an inclined surface according to a direction of a solar panel for each unit area of a celestial sphere based on the constructed meteorological year big data; and
Generating a solar radiation distribution model for a celestial sphere based on the estimated solar radiation of the inclined surface, and calculating an optimal direction and an allowable buffer angle according to the optimal direction based on the generated solar radiation distribution model,
In the calculation step,
Classifying solar radiation loss areas based on the optimal direction, and calculating the buffer angle based on the classified solar radiation loss area.
상기 추정하는 단계에서는,
시뮬레이션을 통해 반구 형상의 천구 영역을 다수의 단위 영역으로 분할하고, 상기 분할된 단위 영역마다 경사면 일사량을 추정하는, 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 방법.According to claim 8,
In the estimation step,
A method for calculating an optimal direction of a solar panel by dividing a hemispherical celestial sphere into a plurality of unit regions through simulation, and estimating insolation on an inclined surface for each of the divided unit regions.
상기 산출하는 단계에서는,
상기 일사량 분포 모델에서 단위 영역별 경사면 일사량을 비교하여 태양광 패널의 중심점으로부터 경사면 일사량이 가장 높은 값을 갖는 단위 영역의 중심점을 연결하여 최적 방향을 산출하는, 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 방법.According to claim 8,
In the calculation step,
In the solar radiation distribution model, the optimal direction of the solar panel is calculated by comparing the solar radiation of the inclined surface for each unit area and connecting the central point of the unit area having the highest value of the solar radiation of the inclined surface from the center point of the solar panel to calculate the optimal direction. Way.
상기 최적 방향은,
최적 천정각과 최적 방위각을 포함하는, 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 방법.According to claim 10,
The optimal direction is
A method for calculating an optimal orientation of a solar panel, including an optimal zenith angle and an optimal azimuth angle.
상기 완충 각도는,
수학식
The buffer angle is,
math formula
상기 완충 각도는,
수학식 Tn% = α × n0.556, α = 9.276 × GHI-0.0789에 의해 구하고, Tn%는 n% 완충 각도이고, GHI는 평균 GHI인, 태양광 패널의 최적 방향을 산출하기 위한 방법.According to claim 8,
The buffer angle is,
Equation T n% = α × n 0.556 , α = 9.276 × GHI -0.0789 , T n% is the n% buffer angle, GHI is the average GHI, a method for calculating the optimal orientation of the solar panel.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210005961A KR102484821B1 (en) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | Apparatus for calculating optimal orientation of photovoltaic panels and method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210005961A KR102484821B1 (en) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | Apparatus for calculating optimal orientation of photovoltaic panels and method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220103402A KR20220103402A (en) | 2022-07-22 |
| KR102484821B1 true KR102484821B1 (en) | 2023-01-06 |
Family
ID=82606140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210005961A KR102484821B1 (en) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | Apparatus for calculating optimal orientation of photovoltaic panels and method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102484821B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5089474B2 (en) | 2008-04-22 | 2012-12-05 | シャープ株式会社 | Tracking concentrator solar cell device |
| JP2019120516A (en) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社九電工 | Shadow impact prediction equipment and program |
-
2021
- 2021-01-15 KR KR1020210005961A patent/KR102484821B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5089474B2 (en) | 2008-04-22 | 2012-12-05 | シャープ株式会社 | Tracking concentrator solar cell device |
| JP2019120516A (en) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社九電工 | Shadow impact prediction equipment and program |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 김동수 외 2명. 건물적용 태양광발전시스템의 국내 지역에 따른 설치각도별 연간 전력생산량 예측에 관한 연구. KIEAE Journal, Vol.14, No.1, Feb. 2014, pp.67-74.* |
| 이정태 외 6명. 대전지역 건물음영을 고려한 PV 최적각도 산정. Journal of the Korean Solar Energy Society. Vol.40, No.3, June 2020. pp.43-52.* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220103402A (en) | 2022-07-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Marucci et al. | A combination of agricultural and energy purposes: Evaluation of a prototype of photovoltaic greenhouse tunnel | |
| Chen et al. | The potential of photovoltaics to power the belt and road initiative | |
| Asgharzadeh et al. | A sensitivity study of the impact of installation parameters and system configuration on the performance of bifacial PV arrays | |
| US20100212653A1 (en) | Field Level Tracker Controller | |
| De La Torre et al. | Design and analysis of a tracking/backtracking strategy for PV plants with horizontal trackers after their conversion to agrivoltaic plants | |
| CN106502274B (en) | A method of optimization photovoltaic tracking system inter-module away from | |
| Sanchez-Carbajal et al. | Optimum Array Spacing in Grid‐Connected Photovoltaic Systems considering Technical and Economic Factors | |
| Jaus et al. | Reflective secondary optical elements for fresnel lens based concentrator modules | |
| US20200117839A1 (en) | Design support apparatus, design support method and design support learned model creation apparatus for photovoltaic power generation facilities | |
| Li | Using GIS and remote sensing techniques for solar panel installation site selection | |
| CN111079073A (en) | Building three-dimensional solar potential calculation method | |
| KR102284253B1 (en) | Power generation forecasting system of solar power plant using weather information and forecasting method of power generation using it | |
| Mermoud et al. | Bifacial shed simulation with PVSyst | |
| Peled et al. | Enhancing the power output of PV modules by considering the view factor to sky effect and rearranging the interconnections of solar cells | |
| Braid et al. | Image analysis method for quantifying snow losses on PV systems | |
| US10666187B2 (en) | Less than maximum effective solar design | |
| CN110113003B (en) | Method for calculating back irradiation unevenness of double-sided photovoltaic module | |
| CN108764300A (en) | A kind of big data cluster analysis method of fixed type photovoltaic power generation system optimum angle of incidence | |
| KR102484821B1 (en) | Apparatus for calculating optimal orientation of photovoltaic panels and method thereof | |
| KR20100086298A (en) | Method for estimating generated energy of the solar cell modules | |
| Yakubu et al. | Improving solar photovoltaic installation energy yield using bifacial modules and tracking systems: An analytical approach | |
| Kaplani | Design and performance considerations in stand alone PV powered telecommunication systems | |
| Shakir et al. | An optimum location of on-grid bifacial based photovoltaic system in Iraq. | |
| Keskin et al. | Investigation of the Shading Effect on the Performance of a grid-connected PV Plant in Samsun/Turkey | |
| KR102547696B1 (en) | Apparatus for calculating photovoltaic power generation based 3-dimension and method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |