태양광 이격거리 계산 방법 및 음영분석

태양광 음영분석

태양광발전에서 음영으로 인해 연간 5~10%정도의 효율에 영향을 미친다고 합니다.

음영은 일시적음영과 설치장소에 따른 장애물에 의한 음영 등이 있습니다.

 

■ 일시적이고 간헐적인 음영

 

일시적인 음영은 눈, 낙엽, 새똥 및 황사에 의한 먼지 등이 태양전지 모듈 위에 떨어지는

경우이다. 공장이 많은 지역의 경우 먼지나 매연도 영향을 줄 수 있다.

이럴 경우에는 자연스럽게 바람이나 비로 해결을 하지만 그래도 해결이 안되면 직접 청소를

해야 합니다.

 

■ 설치장소에 따라 발생하는 반복적인 음영

 

설치장소에 의해 반복적으로 생기는 음영은 태양광발전설비의 남쪽에 있는 아파트, 굴뚝,

안테나, 피뢰침, 위성안테나, 지붕 및 건물 전면 돌축부 건물 구조에 의한 부분 등이의해

발생한다.

설치 장소에 따라 발생하는 반복적인 음영은 거리에 따라 근거리 음영과 원거리 음영으로

나눠집니다.

 

 - 근거리 음영

  태양광발전설비 주변에서 태양전지 모듈에 음영을 발생시키는 요소는 주번의 건물,

  앞쪽에 설치된 태양광 어레이, 나무 등이 있습니다. 특히 태양광 어레이 자체음영은 

  설치전 어레이간 이격거리 계산하여 설계에 반영하여야 한다.

 

 - 원거리 음영

  주변의 아파트, 고층빌딩, 산등이 주용 음영 요소이다.

■ 어레이간 이격거리 계산 방법

 

태양광 어레이간 이격거리는 설치 경사각, 태양 고도각, 태양전지모듈의 길이를 이용하여

산출할수 있습니다. 이격거리 계산이 잘못되면 앞단에 설치된 태양광 어레이의 그림자로 인해

태양전지 모듈에 음영이 발생되는 시간이 길어져 발전량이 감소 할수 있습니다. 이러한 물제로

태양광 어레이간 이격거리를 확인하는 것은 중요한 사항입니다.

 

여기서 , α : 태양전지 모듈의 경사각

           β : 태양 고도각

           L : 태양전지 모듈의 길이

 

 

실제 샘플 도면을 보고 태양광 이격거리를 계산을 해보도록 하겠습니다.

                           d = 8032.73

 

모듈 이격거리는 8,033mm로 하시면 되빈다.

 

태양광 모듈 경사각과 태양전지 모듈 길이는 도면을 보면 알수 있지만 태양 고도각은 계절별,

시간대별로 변화하다보니 동지기준 오전 10시 기준의 태양 고도인 21도 ~ 23도로 계산한다.

■ 현실적인 문제점1

 

하지만 여기에서 1년 평균 한국에서 가장 효율이 좋은 태양전지 모듈의 경사각은 30도 입니다.

여기서 태양전지 모듈의 경사각이 30도보다 더 올라가게 되면 분자가 커지기 때문에 태양광 어레이 간의

이격거리는 더 길어 지게 됩니다. 태양전지 모듈의 경사각이 30도 보다 낮아지면 분자가 작아지기 때문에

태양광 어레이간 이격거리가 짧아 지게됩니다.

그래서 태양전지 모듈의 경사각은 설치장소의 면적을 고려하여 선정하여야 합니다.

면적이 작은데 설치를 많이해야할 경우에는 태양전지 모듈의 경사각을 낮춰야 합니다.

 

면적이 작은데 설치를 많이하고싶고 경사각도 30도로 하고 싶을경우에는 어떻게 해야할까요?

방법이 하나 있기 합니다. 위의 그림처럼 30도 각도로 설치하였지만 태양광 어레이 간격이 

8,000mm도 확보가 안될경우 뒤쪽 태양광 어레이 구조물을 높이면 가능하기 합니다.

하지만 구조물 높이가 5,000mm 이상이 될경우 각종 규제가 많으니 왠만하면 구조물 높이를

5,000mm이하로 하셔야 합니다.

■ 현실적인 문제점2

 

위의 이격거리 공식은 태양전지 모듈이 정남향으로 설치되고, 음영을 미치는 장애물도 정남향에 있을경우에만

사용할수 있습니다. 하지만 실지적으로 태양전지 모듈도 정남향으로 설치하기 힘들고, 장애물도 정남향에 있는경우는

거의 없기 때문에 이렇게 복잡할경우에는 스케치업(SketchUp)이라는 프로그램을 이용하여 음영분석을 하는것이

가장 좋은 방법입니다.

 

 

이상 태양광 음영분석 및 이격거리 계산에 대하여 알아 보았습니다.

 

 

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