KR102621328B1 - 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법 - Google Patents

건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102621328B1
KR102621328B1 KR1020210076440A KR20210076440A KR102621328B1 KR 102621328 B1 KR102621328 B1 KR 102621328B1 KR 1020210076440 A KR1020210076440 A KR 1020210076440A KR 20210076440 A KR20210076440 A KR 20210076440A KR 102621328 B1 KR102621328 B1 KR 102621328B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power generation
calculation mode
zeb
building
solar
Prior art date
Application number
KR1020210076440A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220167459A (ko
Inventor
박준원
김지민
슈미트 플로랑
정민호
최영락
Original Assignee
디엘이앤씨 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 디엘이앤씨 주식회사 filed Critical 디엘이앤씨 주식회사
Priority to KR1020210076440A priority Critical patent/KR102621328B1/ko
Publication of KR20220167459A publication Critical patent/KR20220167459A/ko
Priority to KR1020230153495A priority patent/KR20230159341A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102621328B1 publication Critical patent/KR102621328B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/32—Electrical components comprising DC/AC inverter means associated with the PV module itself, e.g. AC modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

본 발명의 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템은 ZEB 인증용 계산모드 또는 발전량 예측용 계산모드를 선택하는 선택부와, 측정건물의 주소 및 도면을 입력하고 주변지형 및 주변건물을 도면으로 표현하는 도면입력부와, 상기 도면입력부로 상기 측정건물을 사용자가 원하는 크기로 분할하고 일사량을 적용하는 일사량입력부와, 상기 측정건물에 태양광패널 설치가 가능한 위치를 지정하는 PV설치 순위지정부와, 상기 ZEB 인증용 계산모드 또는 발전량 예측용 계산모드에서 요청하는 정보를 입력하는 정보입력부와, 상기 정보입력부를 통하여 ZEB 인증에 필요한 상기 측정건물의 상기 태양광패널 설치 면적 및 상세위치 3D모델링 또는 상기 태양광패널의 실발전량을 계산하거나, 예측용 실발전량을 생산하기 위한 상기 태양광패널 설치 면적 및 상세위치 3D모델링을 출력하는 결과출력부를 구비할 수 있다.

Description

건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법{System and method for optimal placement of solar panels in buildings}
본 발명은 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축물에 설치되는 태양광패널이 최적의 태양광 발전용량을 생산하도록 설계될 수 있는 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법에 관한 것이다.
제로 에너지 건축물(Zero Energy building; ZEB)은 건축물에 필요한 에너지를 최소화하고, 신재생 에너지를 활용하여 에너지 소요량을 최소화하는 건축물로 이상적으로는 연간 에너지 소비량이 0이 될 수 있도록 하는 건축물이다. 즉, 에너지를 자급자족할 수 있는 건축물을 의미하지만 기술적, 경제적 한계가 존재하므로 에너지 소비량에서 발전량의 비율에 따라 등급을 나누어 제로에너지 건축물로 규정하고 있다.
상기한 바와 같은 제로 에너지 빌딩을 구축하기 위한 방법에는 크게 '패시브(Passive) 기술'과 '액티브(Active)기술' 두 가지를 들 수 있으며, 패시브 기술이란 단열재, 이중창 등을 적용하여 건물 외피를 통하여 외부로 유출되는 에너지 양을 최소화하는 것이며, 액티브 기술은 지열, 태양광 같은 신재생 에너지를 활용하여 전력공급, 냉난방, 취사 등 모든 에너지 소비를 자체적으로 해결하는 것을 의미한다.
특히, 태양광 발전은 태양으로부터 무한대에 가까운 에너지를 별다른 연료소모 없이 자연적으로 공급받아 최근에 활발히 이루어지고 있으며, 태양광의 발전 효율을 위해 대규모 태양광 발전 단지를 조성하여 운용하고 있다.
그러나, 일반적으로 태양광 발전 시스템을 설계하는 과정에 있어서, 기존 태양광 발전 시스템의 설치에 사용된 자료를 수집하여 복사 설계 및 설치하는 실정으로 기존의 다른 발전 시스템에 비해 초기 투자비가 많이 요구되는 태양광 발전 시스템이 효과를 제대로 발휘하지 못하는 문제점이 발생되고 있다.
또한, 태양광발전 장치의 설치 후 전기요금이 얼마나 절감되는지 정확한 분석을 통해 확인하지 않은 상태에서 태양광 시스템을 설치하게 되어 소비자의 불만이 생길 수 있는 문제점이 발생하고 있다.
국내 공개특허공보 제10-1628459호(2016.06.01)
본 발명의 목적은 건축물에 태양광패널을 설계하는 과정에서 제로 에너지 빌딩 인증용으로 계산할 수 있는 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 건축물에 태양광패널을 설계하는 과정에서 실제 태양광패널의 실제 발전량을 계산할 수 있는 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템은 ZEB 인증용 계산모드 또는 발전량 예측용 계산모드를 선택하는 선택부와, 측정건물의 주소 및 도면을 입력하고 주변지형 및 주변건물을 도면으로 표현하는 도면입력부와, 상기 도면입력부로 상기 측정건물을 사용자가 원하는 크기로 분할하고 일사량을 적용하는 일사량입력부와, 상기 측정건물에 태양광패널 설치가 가능한 위치를 선택하는 PV위치선택부와, 상기 ZEB 인증용 계산모드 또는 발전량 예측용 계산모드에서 요청하는 정보를 입력하는 정보입력부와, 상기 정보입력부를 통하여 ZEB 인증에 필요한 상기 측정건물의 상기 태양광패널 설치 면적 및 상세위치 3D모델링 또는 상기 태양광패널의 실발전량을 계산하거나, 예측용 실발전량을 생산하기 위한 상기 태양광패널 설치 면적 및 상세위치 3D모델링을 출력하는 결과출력부를 구비할 수 있다.
상기 PV위치선택부는 사용자가 상기 측정건물에 상기 태양광패널 설치가 가능한 위치를 선택하지 않았을 경우, 상기 태양광패널 설치가 가능한 위치와 상관없이 상기 측정건물 전체의 일사량을 기준으로 상기 결과출력부가 출력될 수 있다.
상기 정보입력부는 상기 ZEB 인증용 계산모드에 1차 에너지 생산량, 상기 태양광패널의 효율, 기울기 및 방위를 입력할 수 있다.
상기 ZEB인증용 계산모드가 상기 정보입력부에서 전달받은 정보로 상기 태양광패널 설치면적, 위치 및 개산견적을 표로 먼저 출력하는 ZEB 인증용 출력부를 더 구비하고, 상기 ZEB 인증용 출력부의 측정값을 통해서 상기 태양광패널 설치위치 우선순위를 사용자가 지정하여 상기 3D모델링 출력부에 추가정보를 전달하는 PV설치 순위지정부를 더 구비할 수 있다.
상기 선택부는 상기 발전량 예측용 계산모드를 선택한 다음, ZEB 인증용 실발전량 계산모드 또는 입력용 실발전량 계산모드를 선택할 수 있다.
상기 정보입력부는 상기 ZEB 인증용 실발전량 계산모드에 상기 ZEB 인증용 계산모드에서 출력된 값이 자동으로 입력되거나, 상기 입력용 실발전량 계산모드에 사용자가 원하는 실발전량을 입력하고, 상기 ZEB 인증용 실발전량 계산모드 및 상기 입력용 실발전량 계산모드는 실발전량의 정확성을 높이기 위해 인버터의 정보 및 상기 인버터에 연결되는 상기 태양광패널의 갯수를 사용자가 입력할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른측면에 따른 건축물 태양광설비 최적 설계 방법은 ZEB 인증용 계산모드 또는 발전량 예측용 계산모드를 선택하는 단계(S100); 측정건물의 주소 및 도면을 입력하고 주변지형 및 주변건물을 도면으로 표현하는 단계(S200); 상기 측정건물을 사용자가 원하는 크기로 분할하고 일사량을 적용하는 단계(S300); 상기 측정건물에 태양광 패널 설치가 가능한 위치를 선택하는 단계(S400); 상기 ZEB 인증용 계산모드 또는 발전량 예측용 계산모드에서 요청하는 정보를 입력하는 단계(S500); 및 상기 ZEB 인증용 계산모드 또는 발전량 예측용 계산모드에서 요청하는 정보를 통하여 ZEB인증에 필요한 상기 측정건물의 상기 태양광패널 설치 면적 및 상세위치 3D모델링 또는 상기 태양광패널의 실발전량을 계산하거나, 예측용 실발전량을 생산하기 위한 상기 태양광패널 설치 면적 및 상세위치 3D모델링을 출력하는 단계(S600);를 구비할 수 있다.
상기 ZEB 인증용 계산모드를 선택하는 단계(S100)가 실행되기 전에, 상기 측정건물의 단위면적당 1차 에너지 생산량을 도출하는 단계(S50)를 더 구비할 수 있다.
상기 ZEB 인증용 계산모드에서 요청하는 정보를 입력하는 단계(S500)는 1차 에너지 생산량, 상기 태양광패널의 효율, 기울기 및 방위를 입력할 수 있다.
상기 ZEB 인증용 계산모드에서 요청하는 정보를 입력하는 단계(S500) 이후에 상기 태양광패널 설치면적, 위치 및 개산견적을 표로 먼저 출력하는 단계(S520)를 더 구비하고, 상기 ZEB 인증용 계산모드에서 상기 태양광패널 설치면적, 위치 및 개산견적을 표로 출력된 측정값을 통해서 상기 태양광패널 설치위치 우선순위를 사용자가 지정하여 상기 3D모델링을 출력하는 단계(S600)에 추가정보를 전달하는 단계(S530)를 더 구비할 수 있다.
상기 발전량 예측용 계산모드를 선택하는 단계(S100)는 사용자가 ZEB 인증용 실발전량 계산모드 또는 입력용 실발전량 계산모드를 선택하는 단계를 구비할 수 있다.
상기 발전량 예측용 계산모드에서 요청하는 정보를 입력하는 단계(S500)는 사용자가 상기 ZEB 인증용 실발전량 계산모드를 선택하면 상기 ZEB 인증용 계산모드에서 출력된 값이 자동적으로 입력되고, 사용자가 상기 입력용 실발전량 계산모드를 선택하면 사용자가 원하는 실발전량을 직접 입력하고, 상기 ZEB 인증용 실발전량 계산모드 및 상기 입력용 실발전량 계산모드는 실발전량의 정확성을 높이기 위해 인버터의 정보 및 상기 인버터에 연결되는 상기 태양광패널의 갯수를 사용자가 입력할 수 있다.
상기 ZEB 인증용 계산모드에서 실발전량을 계산하고 출력하는 단계(S600)는 상기 ZEB 인증용 계산모드에서 출력된 상기 태양광패널 설치 면적 및 상세위치 3D모델링을 토대로 실발전량을 계산하여 표로 출력될 수 있다.
본 발명에 따른 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법에 의하면, 측정건물을 제로 에너지 빌딩 인증에 필요한 태양광패널의 설치면적 및 상세위치를 출력하고 상기 측정건물에 적용된 태양광패널의 3D모델링을 결과로 출력할 수 있다.
또한, 발전량 예측용 계산모드에서 사용자가 원하는 실발전량에 대한 태양광패널 설치면적 및 상세위치를 출력하거나, ZEB 인증용 계산모드에서 결과출력된 정보를 자동으로 입력하여 ZEB 인증용 실발전량을 출력할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 건축물 태양광설비 최적 설계 방법을 나타낸 순서도.
도 2는 도 1에서 건축물 태양광설비 최적 설계 방법 중 ZEB 인증용 계산모드를 선택한 과정을 나타낸 순서도.
도 3은 도 2에서 건축물 태양광설비 최적 설계 방법 중 ZEB 인증용 계산모드를 3D모델링으로 출력한 모습을 나타낸 정면도.
도 4는 도 1에서 건축물 태양광설비 최적 설계 방법 중 발전량 예측용 계산모드를 선택한 과정을 나타낸 순서도.
도 5는 도 4에서 건축물 태양광설비 최적 설계 방법 중 발전량 예측용 계산모드의 계산결과를 표로 출력한 모습을 나타낸 정면도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른부분을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템은 ZEB 인증용 계산모드(110) 또는 발전량 예측용 계산모드(120)를 선택하는 선택부(100)와, 측정건물(10)의 주소 및 도면을 입력하고 주변지형 및 주변건물을 도면으로 표현하는 도면입력부(200)와, 도면입력부(200)로 측정건물(10)을 사용자가 원하는 크기로 분할하고 일사량을 적용하는 일사량입력부(300)와, 측정건물(10)에 태양광패널(20) 설치가 가능한 위치를 선택하는 PV위치선택부(400)와, ZEB 인증용 계산모드(110) 또는 발전량 예측용 계산모드(120)에서 요청하는 정보를 입력하는 정보입력부(500)와, 정보입력부(500)를 통하여 ZEB 인증에 필요한 측정건물(10)의 태양광패널(20) 설치 면적 및 상세위치 3D모델링 또는 태양광패널(20)의 실발전량을 계산하거나, 예측용 실발전량을 생산하기 위한 태양광패널(20) 설치 면적 및 상세위치 3D모델링을 출력하는 결과출력부(600)를 구비할 수 있다.
선택부(100)는 사용자가 시스템 내에서 측정건물(10)의 Zero Energy Building(이하 :ZEB)인증을 위한 ZEB 인증용 계산모드(110) 또는 측정건물(10)에 태양광패널(20)이 실제 발전시키는 양을 예측하는 발전량 예측용 계산모드(120) 중 어느 하나를 선택하도록 가이드할 수 있다.
여기서, 발전량 예측용 계산모드(120)는 ZEB 인증용 계산모드(110)에서 출력된 결과를 토대로 실발전량을 계산하는 ZEB 인증용 실발전량 계산모드(121) 또는 사용자가 원하는 실발전량 값을 입력하여 사용자의 실발전량에 따른 태양광패널의 설치면적 및 상세위치가 계산되는 입력용 실발전량 계산모드(122) 중 어느 하나를 선택하도록 가이드할 수 있다.
도면입력부(200)는 사용자가 측정건물(10)의 3D도면을 시스템에 업로드시키고 측정건물(10)의 주소를 입력하여 주위건물, 주위지형 및 전체 방위 정보도 함께 입력하여 모델링할 수 있다.
도면입력부(200)는 3D도면을 시스템에 업로드 시킬 때, sketch up plug-in 또는 Revit 기반의 파일을 업로드 시킬 수 있다.
도면입력부(200)는 3D도면이 없는 경우, sketch up 등 3D모델 프로그램 기반으로 사용자가 직접 측정건물(10)을 3D로 모델링할 수 있다.
일사량입력부(300)는 3D모델링된 측정건물(10)의 외부면을 Cell로 분할하고, Cell 크기는 사용자가 임의로 지정하거나 태양광패널의 데이터베이스에 따라 크기를 선택하도록 조정할 수 있다.
일사량입력부(300)는 일사량에 대한 정보를 입력할 때, 일사량 기상데이터를 활용하고 사용자가 원하는 누적일사량(5시간 누적량, 하절기 누적량, 연간 누적량 등)을 선택하여 조절할 수 있다.
PV위치선택부(400)는 3D모델링된 측정건물(10)에 태양광패널(20)을 설치할 수 있는 모든 위치를 지정할 수 있다.
PV위치선택부(400)는 사용자가 측정건물(10)에 태양광패널(20) 설치가 가능한 위치를 선택하지 않았을 경우, 태양광패널(20) 설치가 가능한 위치와 상관없이 측정건물(10) 전체의 일사량을 기준으로 태양광패널(20)의 최적설계되도록 결과출력부(600)에 입력할 수 있다.
정보입력부(500)는 선택부(100)에서 ZEB 인증용 계산모드(110)를 선택했을 경우, 단위면적당 1차 에너지 생산량, 태양광패널(20)의 효율, 기울기 및 방위를 입력할 수 있다.
여기서, 정보입력부(500)는 ZEB 인증용 계산모드(110)에서 태양광패널(20)의 설치 가능한 방위가 결정되어야 하며, 수평과 45도 중에서 45도가 유리한 각도이므로, 정보입력부(500)에서 기울기를 45도 각도로 설정할 수 있다.
또한, 정보입력부(500)는 선택부(100)에서 발전량 예측용 계산모드(120)를 선택했을 경우, ZEB 인증용 계산모드(110)에서 출력된 결과값을 자동으로 입력하는 ZEB 인증용 실발전량 계산모드(121) 또는 사용자가 원하는 실발전량을 직접 입력하는 입력용 실발전량 계산모드(122) 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
그리고, 발전량 예측용 계산모드(120)를 선택한 정보입력부(500)에서는 실제 발전량을 예측하는 과정에서 정확성을 높이기 위해, 태양광패널(20)에 연결되어 전기를 변환하는 인버터의 스펙을 기입하고 하나의 인버터에 연결되는 태양광패널(20)의 갯수를 그룹화하여 측정건물(10)에 그룹화된 태양광패널(20) 및 인버터 연결정보를 입력할 수 있다.
결과출력부(600)는 선택부(100)에서 ZEB 인증용 계산모드(110)를 선택했을 경우, 태양광패널(20)의 설치면적 및 상세위치를 ZEB 인증에 맞게 출력할 수 있다.
또한, 결과출력부(600)는 선택부에서 발전량 예측용 계산모드(120)를 선택했을 경우, ZEB 인증용 실발전량 계산모드(121)에 맞춰 태양광패널(20)을 설치했을 때의 실제 발전량을 계산하여 출력하거나, 입력용 실발전량 계산모드(122)에 맞춰 실발전량에 필요한 태양광패널(20)의 설치면적 및 상세위치를 계산하여 출력할 수 있다.
결과출력부(600)는 출력된 3D모델링을 Sketch up에 호환되는 파일로 출력하여 추후에 작업하기 용이하도록 변환할 수 있다.
다음은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 건축물 태양광설비 최적 설계 방법에 대해 설명하도록 한다. 이하에 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하여 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 건축물 태양광설비 최적 설계 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 건축물 태양광설비 최적 설계 방법은 ZEB 인증용 계산모드(110) 또는 발전량 예측용 계산모드(120)를 선택하는 단계(S100); 측정건물(10)의 주소 및 도면을 입력하고 주변지형 및 주변건물을 도면으로 표현하는 단계(S200); 측정건물(10)을 사용자가 원하는 크기로 분할하고 일사량을 적용하는 단계(S300); 측정건물(10)에 태양광패널(20) 설치가 가능한 위치를 선택하는 단계(S400); ZEB 인증용 계산모드(110) 또는 발전량 예측용 계산모드(120)에서 요청하는 정보를 입력하는 단계(S500); 및 ZEB 인증용 계산모드(110) 또는 발전량 예측용 계산모드(120)에서 요청하는 정보를 통하여 ZEB인증에 필요한 측정건물(10)의 태양광패널(20) 설치 면적 및 상세위치 3D모델링 또는 태양광패널(20)의 실발전량을 계산하거나, 예측용 실발전량을 생산하기 위한 태양광패널(20) 설치 면적 및 상세위치 3D모델링을 출력하는 단계(S600);를 구비할 수 있다.
PV위치를 선택하는 단계(S400)는 사용자가 측정건물(10)에 태양광패널(20) 설치가 가능한 위치를 선택하지 않았을 경우, 태양광패널(20) 설치가 가능한 위치와 상관없이 측정건물(10) 전체의 일사량을 기준으로 태양광패널(20)의 최적설계되도록 결과를 출력하는 단계(S600)에 입력할 수 있다.
이를 통해, 건축물 태양광설비 최적 설계 방법은 측정건물(10)이 제로 에너지 빌딩(ZEB) 인증에 필요한 태양광패널(20) 설치면적 및 상세위치를 3D모델링으로 출력받을 수 있다.
또한, 건축물 태양광설비 최적 설계 방법은 사용자가 측정건물(10)에 필요로 하는 태양광패널(20)의 실발전량을 직접 입력하여 입력된 실발전량에 따른 태양광패널(20)의 설치면적 및 상세위치를 3D모델링으로 출력받거나, ZEB 인증용 계산모드(110)에서 결과출력된 정보를 자동으로 입력받아 ZEB 인증용 계산모드(110)에 따른 태양광패널(20)의 실발전량을 결과로 출력받을 수 있다.
다음은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 건축물 태양광설비 최적 설계 방법 중 ZEB 인증용 계산모드를 선택하는 단계(S110)에 대해 더 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 도 1에서 건축물 태양광설비 최적 설계 방법 중 ZEB 인증용 계산모드를 선택한 과정을 나타낸 순서도이고, 도 3은 도 2에서 건축물 태양광설비 최적 설계 방법 중 ZEB 인증용 계산모드를 3D모델링으로 출력한 모습을 나타낸 정면도이다.
도 2를 참고하면, ZEB 인증용 계산모드(110)를 선택하는 단계(S110)가 실행되기 전에, 측정건물(10)의 단위면적당 1차 에너지 생산량을 도출하는 단계(S50)를 더 구비할 수 있다.
측정건물(10)의 단위면적당 1차 에너지 생산량을 도출하는 단계(S50)는 ECO2(건축물 에너지 평가프로그램) 태양광패널 관련 계산 분석을 통해 태양광시스템의 최대 출력 계수를 확인하여 연간 에너지 요구량과 소요량 및 에너지 자립률을 계산할 수 있다.
ZEB 인증용 계산모드(110) 또는 발전량 인증용 계산모드(120)에서 요청하는 정보를 입력하는 단계(S500)는 ZEB 인증용 계산모드(110)를 선택했을 때, 1차 에너지 생산량, 태양광패널(20)의 효율, 기울기 및 방위를 입력하는 단계(S510), 태양광패널(20) 설치면적, 위치 및 개산견적을 표로 먼저 출력하는 단계(S520) 및 측정건물(10)의 태양광패널(20) 설치 우선순위를 사용자가 지정하는 단계(S530)를 구비할 수 있다.
1차 에너지 생산량, 태양광패널(20)의 효율, 기울기 및 방위를 입력하는 단계(S510)는 1차 에너지 생산량을 도출하는 단계(S50)에서 출력된 값을 일부 입력할 수 있다.
태양광패널(20) 설치면적, 위치 및 개산견적을 표로 먼저 출력하는 단계(S520)는 사용자가 측정건물(10)에 태양광패널(20) 설치가 가능한 위치를 넓은 범위로 선택했을 때의 개산견적을 표로 먼저 출력받을 수 있다.
측정건물(10)의 태양광패널(20) 설치 우선순위를 사용자가 지정하는 단계(S530)는 측정건물(10)에 우선적으로 설치될 태양광패널(20)의 순위를 사용자가 직접 선택할 수 있다. 예를들어, 사용자는 측정건물(10)에 지붕전체를 1순위로 선정하고 동, 서 측벽을 2순위로 선정한 다음에 남측 거실측벽을 3순위로 선정하여 필요한 만큼의 범위만 태양광패널이 설치되도록 유도할 수 있다.
ZEB 인증용 계산모드(110)에서 요청하는 정보를 통하여 ZEB인증에 필요한 측정건물(10)의 태양광패널(20) 설치 면적 및 상세위치 3D모델링을 출력하는 단계(S610)는 측정건물(10)의 태양광패널(20) 설치 우선순위를 사용자가 지정하는 단계(S530)에서 전달받은 정보를 통하여 최종적으로 태양광패널(20)의 설치면적 및 상세위치를 3D모델링으로 출력한 결과를 확인할 수 있다. 그리고, 3D모델링을 통해 측정건물(10)의 음영을 확인할 수 있다.
도 3을 참고하면, 태양광패널(20) 설치면적 및 상세위치 3D모델링을 출력하는 단계(S610)는 가장 크게 3D모델링을 사용자에게 출력하고, 우측에 우선순위로 지정된 태양광패널(20) 설치위치의 순서대로 설치면적을 나열할 수 있다.
또한, 우측 하단에는 우선순위로 지정된 태양광패널(20) 상세위치인 방향 및 기울기가 순서대로 나열될 수 있다.
다음은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 건축물 태양광설비 최적 설계 방법 중 발전량 예측용 계산모드를 선택하는 단계(S120)에 대해 더 상세하게 설명하도록 한다.
도 4는 도 1에서 건축물 태양광설비 최적 설계 방법 중 발전량 예측용 계산모드를 선택한 과정을 나타낸 순서도이고, 도 5는 도 4에서 건축물 태양광설비 최적 설계 방법 중 발전량 예측용 계산모드의 계산결과를 표로 출력한 모습을 나타낸 정면도이다.
도 4를 참고하면, 발전량 예측용 계산모드(120)를 선택하는 단계(S120)는 사용자가 ZEB 인증용 실발전량 계산모드를 선택하는 단계(S121) 또는 입력용 실발전량 계산모드를 선택하는 단계(S122) 중 어느 하나를 선택하도록 안내하는 단계를 구비할 수 있다.
여기서, ZEB 인증용 실발전량 계산모드를 선택하는 단계(S121)는 ZEB 인증용 계산모드(110)에서 결과출력된 태양광패널(20)의 설치면적 및 상세위치에 따른 예측가능한 실제 발전량을 계산하는 모드이고, 입력용 실발전량 계산모드를 선택하는 단계(S122)는 사용자가 측정건물(10)에 원하는 실제 발전량을 직접 입력하여 이에 필요한 태양광패널(20)의 설치면적 및 상세위치를 계산하는 모드로 구비될 수 있다.
ZEB 인증용 실발전량 계산모드를 선택한 단계(S121)에 정보를 입력하는 단계(S540)는 ZEB 인증용 계산모드(110)에서 결과출력된 값이 자동적으로 입력될 수 있다. 입력된 값은 1차 에너지 생산량 및 태양광패널의 설치면적, 상세위치가 입력될 수 있다.
그리고, 입력용 실발전량 계산모드(S122)에 정보를 입력하는 단계(S550)는 사용자가 원하는 실제 발전량을 직접 입력할 수 있다.
ZEB 인증용 실발전량 계산모드를 선택하는 단계(S121) 및 입력용 실발전량 계산모드를 선택하는 단계(S122)는 공통적으로 실발전량 예측용 수식, 건물과 장애물 간의 음영계산 및 태양광패널의 면적당 공사비 데이터를 입력할 수 있다.
또한, ZEB 인증용 실발전량 계산모드를 선택한 단계(S121)에 정보를 입력하는 단계(S540) 및 입력용 실발전량 계산모드(S122)에 정보를 입력하는 단계(S550)는 측정건물(10)에 설치되는 인버터에 몇개의 태양광패널(20)이 연결되어 전기변환할지를 사용자가 입력하고, 설치예정의 인버터 스펙도 입력하는 '태양광패널 그룹화 및 인버터 연결정보 입력단계(S560)'를 구비할 수 있다.
태양광패널 그룹화 및 인버터 연결정보 입력단계(S560)는 실제 발전량을 계산하는 과정에서 정확한 계산값을 산출하기 위해 설치될 인버터의 스펙과 하나의 인버터에 연결될 태양광패널(20)의 갯수를 그룹화할 수 있다.
ZEB 인증용 실발전량 계산모드를 선택하는 단계(S121)에서 계산된 결과를 출력하는 단계(S620)는 ZEB 인증용 실발전량 계산모드(121)에서 입력된 정보를 통하여 ZEB 인증에 맞게 설계된 태양광패널(20)의 실제 발전량을 표로 출력할 수 있다.
도 5를 참고하면, ZEB 인증용 실발전량 계산모드를 선택한 단계(S121)에 대한 결과출력은 ZEB 인증용 계산모드(110)에서 결과출력된 내용을 표로 간단하게 표현하고, 이에 따른 실발전량을 계산하여 표와 함께 표시할 수 있다.
입력용 실발전량 계산모드를 선택하는 단계(S122)에서 계산된 결과를 출력하는 단계(S630)는 사용자가 직접 입력한 실발전량을 적용한 태양광패널(20)의 설치면적 및 상세위치를 3D모델링으로 출력하여 사용자에게 전달할 수 있다. 이때, 출력된 3D모델링은 도 3에 도시된 ZEB 인증용 계산모드를 선택한 결과출력 단계(S610)와 동일한 형태로 출력될 수 있다.
이를 통해, 발전량 예측용 계산모드를 선택하는 단계(S120)는 ZEB 인증용 계산모드를 선택하는 단계(S110)에서 출력된 결과로 실제 발전량을 예측하여 표로 표현하는 ZEB 인증용 실발전량 계산모드를 선택하는 단계(S121)를 구비하고, 사용자가 원하는 실제 발전량을 직접 입력하여 태양광패널(20)의 설치면적 및 상세위치를 3D모델링으로 출력하는 입력용 실발전량 계산모드를 선택하는 단계(S122)를 구비할 수 있다.
또한, 상기와 같은 건축물 태양광설비 최적 설계 방법으로 측정건물(10)에 적용할 수 있는 태양광패널(20)의 최적에 설치면적 및 상세위치(기울기, 각도)를 파악하고, ZEB 인증용 또는 사용자가 원하는 실발전량을 계산하여 측정건물(10)에 적용될 태양광패널의 성능까지도 예측할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10 : 측정건물 20 : 태양광패널
100 : 선택부 200 : 도면입력부
300 : 일사량입력부 400 : PV위치선택부
500 : 정보입력부 600 : 결과출력부

Claims (13)

  1. ZEB 인증용 계산모드 또는 발전량 예측용 계산모드를 선택하는 선택부와,
    측정건물의 도면 및 주소를 입력하고 주변지형과 주변건물을 모델링하는 도면입력부와,
    상기 측정건물 모델링의 입면을 사용자가 원하는 면적크기로 분할한 후에 일사량을 입력하는 일사량입력부와,
    상기 측정건물의 분할된 면적 중 태양광패널 설치가 가능한 위치를 사용자가 직접 선택하는 PV위치선택부와,
    상기 태양광패널의 1차 에너지 생산량, PV효율 및 설치에 필요한 기울기와 방위가 결정된 PV설치정보를 입력하는 정보입력부와,
    상기 측정건물에 필요한 상기 태양광패널 설치면적, 설치위치, 개산견적 및 3D모델링을 출력하여 상기 ZEB 인증용 계산모드의 결과값을 도출하고, 상기 ZEB 인증용 계산모드의 결과값을 토대로 Sketch up에 호환되는 3D모델링 파일 및 상기 태양광패널의 실발전량을 출력하여 발전량 예측용 계산모드의 결과값을 도출하는 결과출력부를 구비하고,
    상기 정보입력부는 상기 태양광패널 설치 위치로 상기 측정건물의 지붕, 동과 서쪽 측벽 및 남측 측벽으로 나눈 후에 우선순위를 사용자가 직접 지정하고,
    상기 정보입력부는 실발전량 예측용 수식, 상기 측정건물과 장애물 간의 음영계산 및 상기 태양광패널의 면적당 공사비 데이터를 입력하고,
    상기 ZEB 인증용 계산모드는 ECO2(건축물 에너지 평가프로그램)의 태양광패널 관련 계산 분석을 통해 최대 출력 계수를 확인하여 연간 에너지 요구량과 소요량 및 에너지 자립률을 계산하고,
    상기 선택부는 상기 발전량 예측용 계산모드를 선택한 다음에 ZEB 인증용 실발전량 계산모드 또는 입력용 실발전량 계산모드 중 어느 하나를 선택하고,
    상기 ZEB 인증용 실발전량 계산모드는 상기 ZEB 인증용 계산모드에서 출력된 상기 태양광패널 설치면적, 설치위치, 개산견적을 자동으로 입력하여 상기 ZEB 인증용 계산모드에 맞게 설계된 상기 태양광패널의 실제 발전량을 표로 상기 결과출력부에 도출하고,
    상기 입력용 실발전량 계산모드는 사용자가 원하는 실발전량을 직접 입력하여 상기 태양광패널의 설치면적 및 상세위치를 Sketch up에 호환되는 3D모델링 파일로 상기 결과출력부를 도출하는 것을 특징으로 하는 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 PV위치선택부는 사용자가 상기 측정건물에 상기 태양광패널 설치가 가능한 위치를 선택하지 않았을 경우, 상기 태양광패널 설치가 가능한 위치와 상관없이 상기 측정건물 전체의 일사량을 기준으로 상기 결과출력부가 출력되는 것을 특징으로 하는 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 ZEB 인증용 실발전량 계산모드 및 상기 입력용 실발전량 계산모드는 실발전량의 정확성을 높이기 위해 인버터의 정보 및 상기 인버터에 연결되는 상기 태양광패널의 갯수를 사용자가 입력하는 것을 특징으로 하는 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
KR1020210076440A 2021-06-14 2021-06-14 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법 KR102621328B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210076440A KR102621328B1 (ko) 2021-06-14 2021-06-14 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법
KR1020230153495A KR20230159341A (ko) 2021-06-14 2023-11-08 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210076440A KR102621328B1 (ko) 2021-06-14 2021-06-14 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230153495A Division KR20230159341A (ko) 2021-06-14 2023-11-08 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220167459A KR20220167459A (ko) 2022-12-21
KR102621328B1 true KR102621328B1 (ko) 2024-01-04

Family

ID=84536830

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210076440A KR102621328B1 (ko) 2021-06-14 2021-06-14 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법
KR1020230153495A KR20230159341A (ko) 2021-06-14 2023-11-08 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230153495A KR20230159341A (ko) 2021-06-14 2023-11-08 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR102621328B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102661406B1 (ko) 2023-05-23 2024-04-26 주식회사 에너지웍스 건물 일체형 태양광발전 모듈 자동 설계 시스템 및 방법
KR102604586B1 (ko) 2023-07-06 2023-11-21 주식회사 태신이앤씨 드론을 활용한 고효율 건물 태양광 설계 시스템 및 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101515391B1 (ko) * 2013-06-27 2015-05-04 주식회사 에이빅코리아 태양광 발전설비 최적 배치시스템 및 최적 배치방법, 및 태양광 발전설비 최적 배치방법이 프로그래밍되어 저장된 컴퓨터가 판독가능한 기록매체
KR101628459B1 (ko) 2014-05-28 2016-06-08 양지혁 온라인 설치 시뮬레이션과 음영분석기를 이용한 태양광발전 영업 방법 및 이를 실행하는 시스템
KR102315623B1 (ko) * 2019-01-02 2021-10-22 한국전력공사 태양광 발전 시뮬레이션 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220167459A (ko) 2022-12-21
KR20230159341A (ko) 2023-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Waibel et al. Co-simulation and optimization of building geometry and multi-energy systems: Interdependencies in energy supply, energy demand and solar potentials
KR20230159341A (ko) 건축물 태양광설비 최적 설계 시스템 및 방법
Costanzo et al. A method of strategic evaluation of energy performance of Building Integrated Photovoltaic in the urban context
Li et al. Fast bidirectional building performance optimization at the early design stage
Szalay et al. Definition of nearly zero-energy building requirements based on a large building sample
Nikkho et al. Quantifying the impact of urban wind sheltering on the building energy consumption
Cerezo-Narváez et al. Energy, emissions and economic impact of the new nZEB regulatory framework on residential buildings renovation: Case study in southern Spain
Dokka et al. A zero emission concept analysis of an office building
Ciampi et al. Energy performance of PVC-Coated polyester fabric as novel material for the building envelope: Model validation and a refurbishment case study
Nageler et al. Generation tool for automated thermal city modelling
Saad et al. Co-model for urban density permutations and building form optimization with high-performance energy criteria
JP5769245B2 (ja) 日影シミュレーションシステム
Novelli et al. Development of a modeling strategy for adaptive multifunctional solar energy building envelope systems.
Yang et al. Numerical simulation modelling of building-integrated photovoltaic double-skin facades
Dixit et al. BIPV prototype for the solar insolation calculation
Micono et al. Energy Modeling for NZEBs: a case-study
JP2014153849A (ja) 日影シミュレーションシステム
Ma et al. A macro-scale optimisation of zero-energy design schemes for residential buildings based on building archetypes
Kemery Analysis and design of a solar-combisystem for high solar fraction Canadian housing with diurnal and seasonal water-based thermal stores
Barley et al. Design and performance of the Van Geet off-grid home
Perfetto et al. A Regional Energy Efficiency Strategy: integrated sustainable design process by adopting BIM, innovative energy solutions and dynamic energy analyses for a Hotel within the Historical Village of Sant’Angelo Le Fratte (PZ), Italy
Chiasson et al. A Design Tool for Hybrid Geothermal Heat Pump Systems in Heating-Dominated Buildings.
EP4202317A1 (en) Assessing performance of a site comprising a solar field system
Anderson Modelling and performance evaluation of net zero energy buildings
Peppas et al. An empirical methodology for rating building thermal mass as energy storage system

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant