태양광 각도별 효율

그래프에서 X축은 방위각을 Y축은 경사각을 나타낸것이다. 서울지역의 분포 특성은 가장 우수한 발전량을 나타낸 설치조건은 방위각 0° 남측을 기준으로 경사각 30°이며, 방위각 –30°에서 +30°까지, 경사각 15°에서 45°까지의 범위에 상대적으로 높은 발전량 1,150kWh/kWp.year의 범위를 나타냈고, 이후 경사각과 방위각에 영역이 멀어질수록 낮은 발전량을 보였다. 방위각 +90°와 –90°를 초과할 경우 수평면을 제외한 모든 조건이 1,000kWh/kWp.year이하의 발전성능을 보이는 것으로 나타냈고, 경사각 기준은 75°를 넘어설 경우 1,000kWh/kWp.year 이하의 발전 수준을 보였다. 대전지역의 분포 특성은 서울지역과 대조적으로 넓은 범위의 높은 발전영역을 보인다. 설치 조건 중 가장 높은 발전량을 나타낸 조건은 방위각 0°, 경사각 30°이며, 방위각 –60°에서 +60°, 경사각 60°에 범위에서 높은 발전 범위 약 1,200kWh/kWp.year 이상의 발전량을 나타냈고, 방위각 – 120°이하, +120°이상 범위에서 연간 발전량 1,000kWh /kWp.year 이하의 수준을 보였다. 남측 방위각 0°를 기준으로 수직인 경사각 90°도 조건은 830.4kWh/kWp.year의 수준으로 나타내었다. 대구지역을 분석한 결과, 가장 높은 발전량을 나타낸 설치조건은 방위각 0°, 경사각 30°로 연간 발전량 1,296.2kWh/kWp.year의 발전수준을 보였다. 방위각 –30°에서 +30°, 경사각 15°에서 45°범위는 가장 높은 연간 발전량 1,250kWh/kWp.year의 성능을 나타냈고, 이후 방위각 –60°에서 +60°범위는 1,200.0kWh/kWp.year의 수준을 나타내었다. 남측을 기준으로 경사각 90°의 연간 발전성능은 805.4kWh /kWp.year이며, 수직을 기준으로 방위각 –90°과 +90°로 적용할 경우 약 620.0kWh/kWp.year 수준의 발전성능을 보였다. 부산지역의 경우, 가장 높은 발전량을 보인 설치조건은 방위각 0°, 경사각 30°로 연간 발전량 1,346.4kWh/kWp.year의 수준을 보였다. 부산 지역의 전체적인 분포특성에서 가장 높은 발전량 영역 약 1,300.0kWh/kWp.year로 방위각 –30내·외에서부터 방위각 +30°, 경사각은 15°에서 45°내·외의 범위로 나타냈다. 1,200.0kWh/kWp.year 연간 발전량 범위는 방위각 –90°에서 +90°, 경사각 60°이고, 방위각 –90°,+90°를 벗어날 경우 연간 발전량 1,000.0kWh/kWp.year 미만의 수준을 보였다. 광주지역의 발전성능 분포는 가장 높은 발전량을 보인 설치 조건이 연간 발전량 1,322.9kWh/kWp.year로 방위각 0°에 경사각 30°로 나타났다. 연간 발전량 분포 영역은 약 1,300kWh /kWp.year의 수준으로 방위각 –30°에서 +30°, 경사각 15°에서 45°범위를 보였고, 방위각 ±60°, 경사각 60°의 범위는 1,250kWh/kWp.year 수준을 보였다. –30에서 30°내외부로 분포되었으며, 발전량 1,200kWh/kWp.year의 범위는 방위각 –60°에서 +60°, 경사각 60°의 범위를 나타냈다. 남측을 기준으로 경사각 0°의 설치 조건은 803.1kWh/kWp.year의 연간 발전성능을 보였다.제주 지역의 가장 높은 발전 범위는 방위각 –30°에서 +30°, 경사각 15°에서 30° 내·외부로 발전량 1,150.0kWh/kWp.year 수준을 보였다. 설치 조건 중 가장 높은 발전량을 나타낸 조건은 방위각 0°에 경사각 15°이며, 연간 발전성능은 1,165.6kWh/kWp.year으로 나타냈다. 남측 수직면의 연간 발전량은 629.0kWh/kWp.year의 수준으로 나타냈으며, 방위각 –90°, +90°에 대한 수직면은 560.8kWh/kWp.year, 585.6kWh/kWp.year의 수준을 보였다. 위와 같은 분석을 통하여 각 지역별 최대 발전성능에 대한 분포범위를 나타냈으며, 지역별 분포 특성에 따라 BIPV 적용함에 있어서 최대의 발전성능을 도출하기 위한 방위각및 설치각의 적정 범위를 사전에 효과적으로 검토 할 수 있고, 보다 정량적으로 BIPV 설치사례에 대한 발전량 운영현황을 판단할 수 있다.

발전량이 가장 많은 설치조건을 100으로 기준하고, 100 조건기준 대비 방위각과 경사각에 대한 발전 능력비율로 나타냈다. 서울지역에 모노그래프를 분석한 결과, 기준 설치조건100%는 남측을 기준으로 경사각 30° 조건이며, 수평면 설치 조건은 기준 대비 89%의 발전성능 비율을 보였다. 경사각 30°에서 15°씩 증가할 경우, 발전성능 비율은 수평면을 기준으로 98%, 91%, 79% 순으로 감소를 보였고, 수직면 설치 조건은 63%의 성능을 나타냈다. 남측과 서측의 성능분포는 유사한 범위에서 대칭을 형성하였고, 남측을 기준으로 방위각 30°씩 변경할 경우 62%, 57%, 48%의 발전성능감소를 나타냈다. 대전지역에 대한 모노그래프를 분석한 결과, 100%를 나타낸 조건은 서울지역과 동일하게 남측을 기준으로 경사각 30°로 나타냈고, 남측 수직면에 대한 발전성능 비율은 62%이며, 경사각 15°씩 감소할 경우 98%,90%, 78% 수준의 감소를 보였다. 서측 수직면에 대한 발전성능 비율은 45%이고, 동측 수직면에 대한 비율은 49%로 나타냈다. 대구지역에 모노그래프를 기준으로 가장 높은 발전량을 나타낸 설치 조건은 서울지역과 동일한 조건이며, 남측 수직면 발전비율은 62%, 남측을 기준으로 경사각 15°씩 증가할 경우, 78%, 90%, 98%의 수준으로 발전성능 비율이 증가하는 것을 보였고, 서측과 남측의 조건은 대칭을 형성하였다. 부산지역에 대한 모노 그래프는 100%를 기준으로 남측 수직면은 62%, 서측 수직면은 42%, 동측 수직면은53%에 발전성능 비율변화를 보였다. 부산지역은 대구 지역과 달리 방위각 변화에 따른 발전성능 비율이 서측은 57%,
51% 수준이고, 동측은 65%, 61% 수준의 성능을 보였다. 광주지역 모노그래프를 기준으로 수평면에 발전성능 비율은
최적설치조건 대비 90%이며, 남측 수직면은 61%, 서측 수직면은 48%, 동측 수직면은 47%의 수준을 보였다. 제주지역에
대한 모노그래프는 최적설치조건(남측면, 경사각 30°)을 기준으로 수평조건에 설치할 경우 95%의 비교적 높은 발전성
능 비율을 보였다. 남측 수직면조건은 54%, 서측 수직면은 50%, 동측수직면은 48%의 성능을 나타냈으며, 방위각 변화
에 따라 약 3∼5%의 발전량 손실을 보였다. 이와 같은 발전성능 예측 모노 그래프를 통해 각 지역별 방위각과 경사각도에 따른 발전량 추이를 효과적으로 손쉽게 검토할 수 있고, 점차 증가하고 있는 BIPV 설치 사례에 대한 사후 평가에도 효율적으로 활용될 것이라 사료된다.