태양광 발전 발전 시스템을 설계할 때, 처음부터 모든 세부 사항을 결정하는 것은 쉽지 않습니다. PVsyst의 예비 설계[Preliminary design] 기능을 활용하면, 복잡한 매개변수를 입력하지 않고도 빠르게 시스템의 기본 성능과 발전량을 예측할 수 있습니다.
초기 단계에서 프로젝트의 타당성을 검토하고, 보다 정밀한 설계를 진행하기 위한 기반을 마련하는 데 매우 유용한 기능입니다.
이번 글에서는 PVsyst 예비 설계의 주요 옵션과 설정 방법을 단계별로 설명하겠습니다.
핵심내용 요약
- 예비설계[Preliminary design]는 간략한 설정으로 빠르게 프로젝트 결과를 확인할 수 있지만, 모듈, 인버터, 전력손실 등 려거 중요한 정보가 생략되어 있어 정확도가 크게 떨어집니다.
- 따라서 예비 설계 결과는 참고 자료로만 사용하는 것이 좋습니다.
PVsyst에서 예비설계[Preliminary design] 단계에서는 계획된 PV 시스템의 잠재적 성능을 빠르게 평가할 수 있습니다. 예비 설계는 정확도가 상대적으로 낮기 때문에 참고 자료로만 활용하는 것이 좋습니다.
예비설계 열기
기본 화면에서 예비설계[Preliminary design]를 선택하면, 선택할 수 있는 주요 시스템 유형은 계통 연계형[Grid-Connected], 독립형[Standalone], 펌핑형[Pumping] 세 가지가 있습니다.
주로 사용되는 유형은 계통연계형[Grid-Connected]으로, 이 유형에 대해서만 설명을 드리겠습니다. 예비설계[Preliminary design]에서 계통연계형[Grid-Connected]를 클릭(1.Click) 합니다.
사이트 및 기상 데이터 입력
계통연계형[Grid-Connected]을 클릭하면 우선적으로 기상 데이터를 입력해야 합니다. 사이트 및 기상 데이터[Site and Weather data]를 클릭(1.Click) 합니다.
프로젝트명을 설정하고, 위치를 입력합니다.
📌 (참고1)프로젝트 이름[Project name]을 입력합니다.
- 프로젝트명은 파일 이름으로도 사용되므로 간단하고 명확하게 작성합니다.
📌 (참고2)기존에 등록된 기상 데이터를 사용하려면 사이트에서 해당 지역을 선택합니다.
- 원하는 지역이 목록에 없을 경우, 사이트 열기[Open site]를 클릭(2.Click)하여 새로운 기상 데이터를 등록해야 합니다.
- 지리적 사이트 등록을 알고싶다면? ▶ 여기를 클릭!
모든 설정을 완료한 후 확인[OK] 버튼을 클릭(3.Click)하여 프로젝트 위치를 저장합니다.
수평선 입력
태양광 시스템 설계에서 수평선 정보는 주변 장애물과 지형으로 인해 발생하는 그늘(차폐)의 영향을 평가하기 위한 옵션입니다.
사이트 및 기상 데이터[Site and Weather data] 정확히 입력하면 원형 아이콘이 붉은색에서 초록색으로 변경됩니다(참고1).
상단 메뉴에서 수평선[Horizon] 버튼을 클릭(1.Click)합니다.
- 수평선 정보는 태양의 경로를 따라 발생할 수 있는 일조량 차단을 시뮬레이션하는데 사용됩니다.
수평선[Horizon]에 나온 정보를 살펴보면 다음과 같습니다
📌 (참고1)태양 경로
- 노란색 부분은 태양이 떠 있는 시간 동안의 이동 경로를 나타냅니다.
- 이 영역은 태양이 시스템에 영향을 줄 수 있는 고도(Altitude)와 방위각(Azimuth)을 시각적으로 보여줍니다.
📌 (참고2)시간선
- 그래프의 선들은 하루 동안 특정 시간대에서 태양의 위치를 나타냅니다.
- 이를 통해 특정 시간대에 시스템이 태양광을 얼마나 받을 수 있는지 예측할 수 있습니다.
📌 (참고3)월(Month)별 태양 위치
- 선 위의 번호는 태양이 매달 다른 경로를 따라가며 위치하는 고도와 방위각을 표시합니다.
- 각 번호마다 해당 월(month)을 나타냅니다.
- ① 6월 / ② 5월 및 7월 / ③ 4월 및 8월 / ④ 3월 및 9월 / ⑤ 2월 및 10월 / ⑥ 1월 및 11월 / ⑦ 12월
📌 (참고4)아날렘마(Analemma)
- ∞ 모양의 궤적은 같은 시간에 1년 동안 태양의 위치를 기록한 결과입니다.
- 이는 지구의 자전축 기울기와 타원형 궤도에 의해 발생합니다.
📌 (참고5)태양 고도각[Sun height]
- 태양이 수평면에서 얼마나 높은지를 각도로 나타냅니다.
- 높은 고도각은 태양광 시스템에 더 많은 에너지가 도달할 가능성을 의미합니다.
📌 (참고6)수평선
- 빨간 선은 설치 위치에서 보이는 지평선을 나타냅니다.
- 이 선 위로 장애물이 있다면 태양이 차단되어 그늘이 생길 수 있습니다. 이는 발전량 감소로 이어질 수 있습니다.
📌 (참고7)방위각[Azimuth]
- 방위각은 북쪽을 기준으로 시계방향으로 측정한 태양의 위치 각도입니다.
- 태양의 위치를 파악해 시스템 방향을 최적화하는 데 활용됩니다.
수평선[Horizon]의 정보를 가져오기 위해서는 읽기/가져오기[Read/Import]를 클릭(2.Click) 합니다.
읽기/가져오기[Read/Import] 선택하고 나온 정보를 살펴보면 다음과 같습니다.
📌 (참고1)파일로부터 수평선[Horizon from files]
- PVsyst 내부 파일[PVsyst internal file]: PVsyst에서 저장한 .hor 파일을 불러올 수 있습니다.
- 표준 CSV 파일[Standard CVS file]: .csv, .txt, .hor 파일 형식으로 저장된 데이터를 선택하여 업로드합니다.
- Meteonorm 소프트웨어[Meteonorm Software]: Meteonorm에서 내보낸 데이터를 PVsyst에서 바로 사용할 수 있습니다.
📌 (참고2)웹 소스로부터 수평선[Horizon from web sources]
- PVGIS: 유럽과 일부 지역에 대해 상세한 수평선 데이터를 제공하는 서비스입니다. 무료로 사용할 수 있으며, 특정 지역의 기상 데이터와 연계하여 수평선을 추정합니다.
- Meteonorm: 전 세계 평균 기상 데이터와 함께 수평선 데이터를 제공합니다. Meteonorm은 다양한 지역의 기후 조건을 기반으로 데이터베이스를 구축하며, PVsyst와의 호환성이 뛰어납니다.
- SolarAnywhere: 특히 북미 지역에서 상세한 기상 및 수평선 데이터를 제공하는 서비스입니다. 고급 사용자나 전문 프로젝트에서 자주 사용됩니다.
✅ 만약 파일이 없다면, 웹 소스로부터 수평선[Horizon from web sources] 정보를 선택할 수 있습니다. 기본적으로 Meteonorm 웹 서비스의 수평선 데이터를 사용할 수 있습니다.
✅ 웹 소스로부터 수평선[Horizon from web sources] 정보를 가져오려면, Meteonorm 웹 서비스의 수평선 옵션을 선택하고 웹에서 가져오기[Import from web]를 클릭(3.Click) 합니다. 그러면 기존 오류가 사라지고, 정상적인 데이터(참고3)가 불러와집니다. 수평선 라인 정보를 성공적으로 가져왔다면 확인[OK]을 클릭(4.Click) 합니다.
📌 (참고1)수평선 라인 변화
- 처음에는 일직선으로 표시되었던 빨간 선이 새로 가져온 수평선 정보에 따라 조정됩니다.
- 높은 빨간선 구간: 해당 각도에서 태양광이 구조물이나 지형에 의해 더 많이 차단됨을 의미합니다.
- 낮은 빨간선 구간: 태양광이 차단되지 않고 시스템에 도달할 가능성이 높다는 것을 나타냅니다.
📌 (참고2)수평선 데이터 확인
- 오른쪽 테이블의 방위각(Azimuth)과 고도각(Height) 데이터를 확인하여 입력된 수평선 정보가 정확한지 검토합니다.
- 방위각(Azimuth)은 -180°에서 +180°까지 범위를 가지며, 설치된 태양광 시스템의 방향에 따라 태양의 위치를 나타냅니다.
- 고도각(Height)은 태양의 높이를 나타내며, 각 위치에서의 차폐 영향을 평가합니다.
모든 수평선 정보가 적절히 반영되고, 오류가 없다고 판단되면 확인[OK] 버튼을 클릭(5.Click)하여 데이터를 저장합니다.
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