R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201616CTAP-C098006-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 도심지 주변 건물의 음영을 고려한 태양광시스템의 유효발전량 예측기술(HELIOS-PV) 및 PV 유효발전성능시험법 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2015-06-24 ~ 2017-06-23 | |||||
| 연구책임자 | 성윤복 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
9명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 198,000,000 원 기업 : 66,000,000 원 계 : 264,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 396,000,000 원 기업 : 133,000,000 원 계 : 529,000,000 원 |
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| 연구기관명 | (재단)한국건설생활환경시험연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | . | |||||
| ISBN | . | |||||
| 주요 내용 |
태양광 시스템은 설치되는 방위나 경사도, 일사량, 온도, 음영조건에 따라 성능 차이가 발생. 특히, 도심지에 태양광 시스템을 설치하는 경우, 인접 건물의 신축 또는 개축으로 인해 태양전지 어레이 부분에 음영이 발생함으로 인해 발전량에 큰 영향을 받을 수 있으며, 이는 태양광 시스템 설치 당사자의 재산상 손해를 발생시킴. 본 연구는 제로에너지 건축물의 효과적인 보급을 위해, 도심지 내 인접 건물의 상황을 고려한 태양광 시스템의 유효 발전성능 예측 및 설계 지원 기술·시험법 개발을 위한 핵심과제임. [최종목표] * 도심지 인접 건물에 의한 음영조건을 고려한 태양광 시스템의 실제 유효발전량 예측 및 설계 지원 시스템 개발 - 건물 음영을 고려한 PV제품 유효발전량 예측법 - 설계지원도구(program) 개발 * PV 유효 발전성능 시험법 개발 및 활용을 통해, 정보서비스 제공을 위한 정보 체계(DB 스키마) 구축 - 건물음영을 고려한 PV제품 유효발전량 시험법 개발 - 제로에너지 건축물물 실현을 위한 건축물 성능 확보 기술 축적 및 인프라 구축 [연구내용 및 범위] 일반적으로 PV모듈은 재료의 물성치, 생산방법, 설치방법, 표면오염도, 표면온도, 표면의 음영 조건 등 다양한 환경조건에 따라서 발전성능에 차이가 나타나기 때문에 설계 및 시공, 유지관리 단계에서 성능 평가 및 모니터링이 지속적으로 필요하다. 특히 태양광 모듈은 태양전지를 직렬로 연결하여 발전하는 특징을 가지고 있기 때문에, 태양광 모듈의 표면에 부분적으로 발생하는 음영으로 인해 태양광 모듈의 전체 발전성능에 큰 영향을 미칠 수 있다. 건물에 설치된 태양광 모듈은 다양한 원인에 의해 음영이 발생할 수 있으나, 건축면적이 제한적인 국내 현실을 감안할 때 도심지에서 태양광발전설비가 설치되는 경우 대부분 인접 건물 및 지형의 기하학적 형상에 의해 음영이 발생하게 된다. 이러한 음영현상은 건물의 형상, 배치, 위도, 고도 등 공간적 특성은 물론, 계절이나 시간적 특성에 따라서도 큰 차이를 나타내기 때문에, 태양광시스템을 건물에 적용하기 위해서는 음영으로 인한 태양광시스템의 발전량 저감 특성을 정량적으로 평가하기 위한 도구가 필요하다. 하지만, 대부분의 도심지 내 건축물 설계에 있어서 태양광시스템을 적용하는 경우 이러한 정량적인 평가도구가 부재하기 때문에 실질적인 발전량의 예측이 불가능하고 인접 건물？지형으로 인한 영향을 무시한 채 단순히 설계 발전용량만을 감안하여 그림자의 영향을 받지 않는 정남향으로 설치되도록 권장되고 있는 실정이다. 또한 기존에 설치된 태양광시스템의 경우, 인접 건물의 신축으로 인해 발전량이 저해되더라도 발전량 피해에 대한 예측이나 정량적인 판단기준이 부재하여 객관적인 피해 규모를 일반 국민들에게 공지할 수 없는 현실이다. 이로 인해 건축설계 단계에서 태양광시스템의 발전효율에 대한 신뢰도가 떨어지게 되어 지속적인 유지관리 단계에서 경제성에 대한 예측이 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 제로에너지 건축물의 효과적인 보급을 위해, 도심지 내 인접 건물의 상황을 고려한 태양광 시스템의 유효 발전성능 예측 및 설계 지원 기술·시험법을 개발하고자 한다. <연구 내용 및 범위> * 도심지 인접 건물의 상황을 고려한 태양광 시스템 발전 성능 예측 기술 및 설계 지원 시스템 개발 - 태양광 시스템 및 인접 건물？지형 모델러 개발 - 태양광 시스템 발전 성능 예측 및 평가 모듈 개발 * PV 유효발전성능시험법을 통한 음영율 대비 유효발전량 정보 체계 구축 - PV 유효발전성능시험법 개발 - 음영율에 따른 PV 셀/모듈/스트링 단위의 유효발전성능 평가 실험 - 음영율에 따른 PV 셀/모듈/스트링 단위의 유효발전량 DB 스키마 설계 |
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| 색인어 | 한글 | 태양광시스템 | 건물일체형 태양광시스템 | 인접 건물 | 발전량 | 음영 |
| 영문 | Photovoltaic system | Building integrated photovoltaic | Adjacent building | Electric power generation | Shadow | |
| 최종보고서 | (최종) 최종보고서 - 20170921.pdf | |||||