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태양광 발전량 예측 기술

전수책임자
박완기
참여자
구태연, 김종원, 박대근, 박완기, 신영미, 최창식, 한진수, 허세완
기술이전수
3
이전연도
2018
협약과제
17PH2100, 신재생 비율 및 그리드 특성에 따른 그리드 안정화 기술용 ESS 최적 연계 기술 개발 및 실증, 박완기
18PH1200, 신재생 비율 및 그리드 특성에 따른 그리드 안정화 기술용 ESS 최적 연계 기술 개발 및 실증, 박완기
ㅇ 본 이전 기술은 태양광 발전시스템의 발전량을 예측하고 추정하는 기술임
ㅇ 본 이전 기술은 기상청 날씨 예보 데이터를 기반으로 다음 날 시간 단위 태양광 발전량을 예측하는 기능과 과거(표준) 날씨 데이터를 기반으로 연간 발전량을 추정하는 기능을 포함함
ㅇ 본 이전 기술은 윈도 GUI 기반의 단독 실행 프로그램으로 동작하며, 내부에서 데이터베이스를 사용하여 데이터를 저장하도록 하고, 결과를 파일로 저장할 수 있도록 지원하고, 발전량 예측 결과를 그래프로 보여줌
ㅇ 글로벌 기후변화에 대한 대응 및 이를 위한 탄소배출 저감에 대한 국제적 흐름에 부응하고, 정부의 탈원전/탈탄소 정책 추진에 따라 신재생발전의 보급 확대가 지속적으로 이루어지고 있음. 특히 태양광발전에 대한 보급이 신재생발전 보급의 핵심임
ㅇ 그럼에도 불구하고, 신재생발전은 날씨 변화에 따라 발전량이 크게 달라져 계통으로의 출력 변동성이 매우 크게 나타나고 있어 수급 균형을 필요한 전력시스템 환경에서는 안정성을 크게 훼손할 수 있는 자원으로 평가되고 있음
ㅇ 따라서, 전력거래소, 배전사업자 등 전력시스템을 관리하는 사업자 입장에서는 미리 발전량을 예측하여 수급계획을 수립하는 데 활용하는 것이 필요함
ㅇ 또한, 태양광 발전 사업을 하려고 할 때 연간 예상 발전량을 알 수 있어야 ROI를 계산하고 투자를 결정할 수 있으므로 과거 또는 표준 날씨 데이터에 기반으로 연간 발전량을 추정하는 것이 필요함.

ㅇ 본 이전 기술은 이러한 필요성에 맞추어 기상청 날씨 예보 데이터를 쿼리하여 다음 날 시간 단위 발전량을 예측하여 전력 수급 계획에 활용할 수 있도록 하며, 과거(표준) 날씨 데이터 기반의 연간 발전량 추정으로 해당 지역의 사업성을 검토할 수 있도록 하는 목적을 가짐
ㅇ 기상청 웹사이트에서 RSS feed를 통하여 날씨 예보 데이터 xml을 가져와 파싱하여 다음날 날씨 데이터 확정
ㅇ 3시간 간격 날씨 예보 데이터(온도, 습도, 운량)를 1시간 예보 데이터로 보정
ㅇ 태양광 발전시스템의 속성(각도, 용량, 온도 계수, NOCT, 시스템 효율, 위/경도, 등), 해당 지역 기후 속성(가시거리, 산란 상수, 지표반사도, 구름계수), 인버터 효율 입력, 기상청 예보 URL을 GUI로 입력하여 설정
ㅇ 기상청 예보 날씨 데이터 기반 다음 날 1시간 간격 발전량 예측
ㅇ 과거(표준) 날씨 데이터(온도, 습도, 운량)를 CSV 파일로 입력하여 연간 발전량 추정에 사용함
ㅇ 과거(표준) 날씨 데이터와 태양광 발전시스템 속성을 토대로 연간 발전량을 시간 단위로 추정
ㅇ 기상청 날씨 예보 기반 발전량 예측 결과와 과거(표준) 날씨 데이터 기반 연간 발전량 추정 결과를 시간 단위로 파일로 출력 지원
ㅇ 날씨 데이터와 발전량 예측 결과를 그래프로 함께 비교함
A. 기술명 : 태양광 발전량 예측 기술
- 기상청 날씨 예보 데이터(온도, 습도, 운량) 기반의 다음 날 24시간 발전량 예측하는 윈도우 운영체제 기반 SW
- 과거(표준) 날씨 데이터(온도, 습도, 운량) 기반 연간 발전량을 예측하는 SW
A. 기술명 : 태양광 발전량 예측 기술
- 태양광 발전량 예측 SW (GUI, 예측 엔진)
- 태양광 발전량 예측을 위한 날씨 예제 파일(대전, 2017)
- 태양광 발전량 예측 기술 요구사항 정의서, 시험절차서/결과서
ㅇ 태양광 발전시스템이 설치된 곳에서 다음 날 전력 수급 계획을 세울 때 활용
ㅇ 태양광 발전시스템을 신설하려고 할 때 설치 장소의 특성을 바탕으로 태양광 발전 사업성(ROI)을 확인하는 방법으로 활용