KR20220019571A - System for predicting solar power generation using bifacial type sola module model - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 양면형 태양광 모듈 모형을 이용한 태양광 발전 예측 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a solar power generation prediction system using a double-sided solar module model.
태양광 발전 장치는 기본적으로 지면에 다수의 태양광 모듈과 모듈을 지상의 풀이나 동식물로부터 보호하고 태양광을 최대한 많이 받게 일정 각도로 유지하는 지지대로 이루어지며, 발전소로 입사되는 태양광이 다른 태양광 모듈에 의하여 가리어 지지 않도록 모듈 상호간에 일정한 거리만큼 떨어져 설치 되어야 한다. The photovoltaic power generation device is basically composed of a number of photovoltaic modules on the ground and a support that protects the modules from grass or animals and plants on the ground and keeps them at a certain angle to receive as much sunlight as possible. The modules should be installed at a certain distance from each other so that they are not blocked by the optical module.
제한된 부지에 따라 주어진 면적에 최대한의 모듈을 설치하는 형태로 발전하였으나, 최근에는 전후면 모듈에서 수광하여 발전할 수 있는 양면형 태양광 모듈이 개발되고 있다.Although development was developed in the form of installing the maximum number of modules in a given area depending on the limited site, recently, a double-sided solar module that can generate power by receiving light from the front and rear modules is being developed.
하지만, 태양광 양면형 모듈이 우수한 성능을 가지고 있다고 하더라도 지면상태의 반사율이 높은 눈, 백색 계열의 페인트 등이 있을 때와 반사율이 낮은 흙, 콘트리트 등이 있는 경우 발전량은 크게 달라지게 된다. 또한, 같은 지반이더라도 계절에 따라 풀이 나거나 눈이 내리는 경우 혹은 모래, 물, 눈이 부분적으로 있는 복합지형일 경우에 따라 발전량은 크게 차이가 난다.However, even if the photovoltaic double-sided module has excellent performance, the amount of power generation varies greatly when there is snow, white paint, etc. with high reflectivity in the ground state and when there is soil or concrete with low reflectivity. Also, even on the same ground, the amount of power generation differs greatly depending on the season when grass grows or snows, or when it is a complex terrain with partial sand, water, and snow.
일조량, 햇빛 지속시간, 온도, 풍향 통제 불가능한 기상조건은 통제하기 어렵다 할지라도 발전소 부지의 반사율, 모듈 설치 방법(높이, 각도)등 통제 가능한 조건에 의하여 최종 발전량은 크게 차이가 생기므로, 통제 가능한 조건에 따라 정확한 발전량을 예측하고 그에 따른 적절한 발전량 향상 방안을 적용하는 것이 필요한 실정이다.Although it is difficult to control uncontrollable weather conditions such as the amount of sunlight, duration of sunlight, temperature, and wind direction, the final amount of power generation varies greatly depending on controllable conditions such as the reflectance of the power plant site and the module installation method (height, angle), so it is a controllable condition Accordingly, it is necessary to accurately predict the amount of power generation and apply an appropriate power generation improvement plan accordingly.
본 발명의 목적은 태양광 양면 모듈에 실제 작용하는 반사율과 경제성을 고려하여 최대의 발전효율을 얻기 위한 최적의 반사판 설치면적을 측정하고, 측정 결과에 따라 발전 효율을 예측하여 최적의 태양광 모듈 모형 및 반사판을 적용하기 위한 양면형 태양광 모듈 모형을 이용한 태양광 발전 예측 시스템을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to measure the optimal reflector installation area to obtain the maximum power generation efficiency in consideration of the reflectance and economic feasibility actually acting on the solar double-sided module, and predict the power generation efficiency according to the measurement result, thereby making the optimal solar module model And to provide a solar power generation prediction system using a double-sided solar module model for applying a reflector.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problem(s) mentioned above, and another problem(s) not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 양면형 태양광 모듈 모형을 이용한 태양광 발전 예측 시스템은 지면에 높이가 조정 가능한 지주 및 상기 지주의 상단에 형성되어 상면에 제1 태양광 패널 모형이 구비되고 하면에 제2 태양광 패널 모형이 구비되는 태양광 패널 모형을 포함하는 태양광 모듈 모형 및 상기 지면의 상부에 설치되어 상기 태양광 모듈 모형의 주위로 조사되는 태양광을 반사하는 반사판을 포함한다.Photovoltaic power generation prediction system using a double-sided solar module model according to an embodiment of the present invention is formed on the top of the post and the height adjustable on the ground, the first solar panel model is provided on the upper surface, and the lower surface A photovoltaic module model including a photovoltaic panel model provided with a second photovoltaic panel model and a reflector installed on the upper surface of the ground to reflect sunlight irradiated around the photovoltaic module model.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 반사판에 의해 반사되는 태양광의 반사율을 측정하기 위한 반사율 측정부를 더 포함하고, 상기 반사율 측정부는 상기 태양광 패널 모형의 하면에 구비되는 제1 일사량센서, 상기 지면에 설치되는 제2 일사량센서를 포함할 수 있다.In addition, further comprising a reflectance measuring unit for measuring the reflectance of sunlight reflected by the reflector according to an embodiment of the present invention, wherein the reflectance measuring unit is a first insolation sensor provided on the lower surface of the solar panel model, the It may include a second insolation sensor installed on the ground.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 반사판은 소정 크기를 가지는 직사각 형태의 제1 프레임, 상기 제1 프레임의 상부에 형성되는 반사부재 및 상기 제1 프레임의 테두리에 힌지 결합되어 회동 가능함에 따라 상기 반사부재의 상부를 덮어 고정시키는 제2 프레임을 포함할 수 있다.In addition, the reflective plate according to an embodiment of the present invention is a first frame having a rectangular shape having a predetermined size, a reflective member formed on an upper portion of the first frame, and a hinge coupled to an edge of the first frame to rotate. It may include a second frame to cover and fix the upper portion of the reflective member.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임의 각 테두리에는 소정 크기의 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀에 삽입되어 상기 반사판을 상기 지면에 고정시키기 위한 고정핀을 더 포함하고, 연결클립을 이용하여 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임을 포함하여 구성되는 다수의 프레임을 연결시킬 수 있다.In addition, a through hole of a predetermined size is formed in each edge of the first frame and the second frame according to an embodiment of the present invention, and a fixing pin is inserted into the through hole to fix the reflecting plate to the ground. Further comprising, it is possible to connect a plurality of frames comprising the first frame and the second frame by using a connecting clip.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 태양광 모듈 모형은 다수의 어레이 형태로 구현 가능할 수 있다.In addition, the photovoltaic module model according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a plurality of arrays.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양의 입사각, 태양의 방위각, 다수의 어레이를 구성하는 상기 태양광 모듈 모형의 높이 및 상기 태양광 모듈 모형의 너비에 기초하여 상기 반사판의 설치면적이 결정될 수 있다.In addition, the installation area of the reflector may be determined based on the incident angle of the sun, the azimuth angle of the sun, the height of the photovoltaic module model constituting a plurality of arrays, and the width of the photovoltaic module model according to an embodiment of the present invention. there is.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양의 입사각, 태양의 방위각, 상기 태양광 모듈 모형의 패널 모형과 수평면이 이루는 경사각, 상기 반사판의 설치면적에 대한 기준이 되는 제1 태양광 모듈 모형의 모서리 높이, 상기 제1 태양광 모듈 모형의 전방에 위치하는 제2 태양광 모듈 모형의 모서리 높이, 상기 제1 태양광 모듈 모형의 넓이 및 상기 제1 태양광 모듈 모형과 상기 제2 태양광 모듈 모형 간의 간격에 기초하여 상기 반사판의 설치면적이 결정될 수 있다.In addition, the angle of incidence of the sun, the azimuth angle of the sun, the inclination angle between the panel model and the horizontal plane of the solar module model according to an embodiment of the present invention, the corner of the first solar module model as a reference for the installation area of the reflector Height, the height of the corner of the second photovoltaic module model located in front of the first photovoltaic module model, the width of the first photovoltaic module model, and between the first photovoltaic module model and the second photovoltaic module model An installation area of the reflecting plate may be determined based on the spacing.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 태양광 모듈 모형의 모서리 높이는 전방에 위치하는 모서리와 지면 간의 거리이고, 상기 제2 태양광 모듈 모형의 모서리 높이는 후방에 위치하는 모서리와 지면 간의 거리일 수 있다.In addition, the height of the corner of the first photovoltaic module model according to an embodiment of the present invention is the distance between the corner and the ground located in the front, and the height of the corner of the second photovoltaic module model is the distance between the corner and the ground positioned at the rear can be
본 발명의 실시예들에 따르면, 전,후방 어레이의 그림자 효과, 지형에 따른 산란, 환란 효과를 감안한 실제 반사율을 계측함으로써 발전량 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다.According to embodiments of the present invention, by measuring the actual reflectivity in consideration of the shadow effect of the front and rear arrays, the scattering according to the terrain, and the tribulation effect, it is possible to improve the precision of the power generation amount prediction.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 비닐 소재의 반사판을 교체 가능하도록 개폐가 가능한 프레임을 통하여 지면에 고정하는 형태로 구현함으로써 원가 경쟁력을 확보하고 설치 공정을 단순화 시킬 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, it is possible to secure cost competitiveness and simplify the installation process by implementing the vinyl reflector in a form that is fixed to the ground through a frame that can be opened and closed so as to be replaceable.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 비닐 소재의 반사판은 잡초의 성장을 억제하므로 잡초 성장으로 인한 태양광발전소 발전효율 저하를 사전에 차단할 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, since the reflector made of a vinyl material suppresses the growth of weeds, it is possible to block in advance the decrease in the solar power generation efficiency due to the growth of the weeds.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양면형 태양광 모듈 모형을 이용한 태양광 발전 예측 시스템을 설명하기 위해 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 지주의 높이를 조절하기 위한 구성을 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 태양광의 반사율을 측정하기 위한 반사율 측정부의 구성을 도시한 개념도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사판 설치면적 측정 장치가 사용되는 모습을 도시한 개념도이다.
도 4b 및 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사판 설치면적 측정 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사판의 설치면적을 측정하기 위해 적용되는 설정변수들의 일례를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 7, 도 8a, 도 8b 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사판의 구성을 도시한 도면이다.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사판의 제작 순서를 설명하기 위해 도시한 도면이다.1 is a conceptual diagram illustrating a solar power generation prediction system using a double-sided solar module model according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a plan view showing a configuration for adjusting the height of the holding in an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a reflectance measuring unit for measuring the reflectance of sunlight according to an embodiment of the present invention.
4A is a conceptual diagram illustrating a state in which an apparatus for measuring the installation area of a reflector is used according to an embodiment of the present invention.
4B and 4C are diagrams illustrating a configuration of an apparatus for measuring a reflection plate installation area according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams for explaining an example of the setting parameters applied to measure the installation area of the reflector in one embodiment of the present invention.
7, 8A, 8B and 9 are diagrams illustrating a configuration of a reflector according to an embodiment of the present invention.
10A to 10E are diagrams illustrating a manufacturing procedure of a reflector according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and/or features of the present invention, and methods for achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be embodied in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양면형 태양광 모듈 모형을 이용한 태양광 발전 예측 시스템을 설명하기 위해 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 지주의 높이를 조절하기 위한 구성을 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 태양광의 반사율을 측정하기 위한 반사율 측정부의 구성을 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a photovoltaic power generation prediction system using a double-sided photovoltaic module model according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an embodiment of the present invention, adjusting the height of the post 3 is a conceptual diagram illustrating the configuration of a reflectance measuring unit for measuring the reflectance of sunlight according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 양면형 태양광 모듈 모형을 이용한 발전 예측 시스템은 태양광 모듈 모형과 반사판(200)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a power generation prediction system using a double-sided photovoltaic module model according to an embodiment of the present invention may include a photovoltaic module model and a
태양광 모듈 모형은 지면에 수직 방향을 향해 기립 상태로 설치되는 지주(110)와 지주(110)의 상단에 형성되어 상면에 제1 태양광 패널 모형(120a)이 구비되고 하면에 제2 태양광 패널 모형(120b)이 구비되는 태양광 패널 모형을 포함할 수 있다.The photovoltaic module model is formed on the upper end of the
지주(110)는 금속, 목재, 유리 등의 다양한 재질로 구현되어 지면으로부터 일정 길이로 형성될 수 있다.The
일 실시예로, 지주(110)의 길이는 편의에 따라 조절 될 수 있다. 이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 지주(110)에는 다수의 통공(118)과, 통공(118)에 결합되어 외부로 돌출되는 돌출핀(119)이 구비될 수 있다. 이에 따라, 요구되는 높이의 위치에 구비된 통공(118)에 돌출핀(119)을 결합시킴으로써 지주(110)의 높이가 조절될 수 있다.In one embodiment, the length of the
태양광 패널 모형은 양면형의 패널 모형으로서 제1 태양광 패널 모형(120a)과 제2 태양광 패널 모형(120b)을 포함할 수 있다. 제1 태양광 패널 모형(120a)은 태양과 마주하는 면인 상면에 구비되며 제2 태양광 패널 모형(120b)은 지면으로부터 반사된 태양광이 들어오는 면인 하면에 구비될 수 있다.The solar panel model is a double-sided panel model and may include a first
일 실시예로, 태양광 패널 모형은 검은색의 가벼운 형태의 재질인 금속 또는 플라스틱 등으로 구현되며, 태양광발전소의 설계 어레이 구조에 따라 설치되는 패널 모형의 개수는 조정될 수 있다.In one embodiment, the photovoltaic panel model is implemented with a black light material such as metal or plastic, and the number of installed panel models may be adjusted according to the design array structure of the photovoltaic power plant.
일 실시예로, 태양광 패널 모형은 지주(110)의 상단에 비스듬한 각도로 기울어진 형상을 가지며 형성될 수 있다. 이를 위해, 태양광 모듈 모형은 태양광 패널 모형의 하부에 클램프(116)와 같은 연결부재와 결합되는 소정 길이의 레일(112) 및 지주(110)의 상단에 구비되어 레일(112)과 결합되는 경사조절부(114)를 더 포함할 수 있다. 경사조절부(114)의 형태는 다양하나, 본 실시예에서는 레일(112)과 힌지 결합 가능한 결합부재로 구현되는 것이 바람직하다.In one embodiment, the solar panel model may be formed to have a shape inclined at an oblique angle to the upper end of the
반사판(200)은 지면의 상부에 설치되어 태양광 모듈 모형의 주위로 조사되는 태양광을 반사할 수 있다.The
일 실시예로, 반사판(200)은 태양광 모듈 모형을 통과하여 지면으로 들어오는 태양광 또는 태양광 모듈 모형을 거치지 않고 직접 들어오는 태양광을 반사할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예로, 반사판(200)은 비닐 소재로 구현될 수 있으며 자세하게는 은박 비닐로 구현되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 반사판(200)의 제작 원가를 절감시켜 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.In one embodiment, the
반사판(200)에 관한 구체적인 구성 및 제작과정에 대해서는 도 7, 도 8a, 도 9, 도 10a 내지 도 10e를 참고하여 후술하기로 한다.A detailed configuration and manufacturing process of the
본 발명의 일 실시예에 따른 양면형 태양광 모듈 모형을 이용한 태양광 발전 예측 시스템은 반사판(200)에 의해 반사되는 태양광의 반사율을 측정하기 위한 반사율 측정부를 더 포함할 수 있다.The solar power generation prediction system using the double-sided solar module model according to an embodiment of the present invention may further include a reflectance measuring unit for measuring the reflectance of sunlight reflected by the
종래에는 반사율 측정기를 원지반의 대표적인 지형표본(모래, 자갈, 연못 등)에 설치한 후 측량 값을 표본의 면적 보할 계산하여 반사율을 측정하였다. 그러나, 본 발명에서는 제1 일사량센서(310) 및 제2 일사량센서(320)를 사용하여 보다 정확하고 객관적인 측정을 수행하고자 한다.반사율 측정부는 도 3에 도시된 바와 같이, 태양광 패널 모형의 하면에 구비되는 제1 일사량센서(310)와 지면에 설치되는 제2 일사량센서(320)를 포함할 수 있으며, 제1 일사량센서(310)와 제2 일사량센서(320)로부터 각각 감지된 일사량에 관한 감지정보를 비교하여 태양광의 반사율을 측정하는 계측부(330)를 더 포함할 수 있다.Conventionally, reflectivity was measured by installing a reflectance meter on a representative topographical specimen (sand, gravel, pond, etc.) However, in the present invention, a more accurate and objective measurement is performed using the
여기서, 제1 일사량센서는 태양광 패널 모형의 하면에 설치되는 하면 일사량센서라 할 수 있고, 제2 일사량센서는 대기 중에 설치되는 대기 일사량센서라 할 수 있다.Here, the first insolation sensor may be referred to as a lower surface insolation sensor installed on the lower surface of the solar panel model, and the second insolation sensor may be referred to as an atmospheric insolation sensor installed in the atmosphere.
일 실시예로, 계측부(330)는 제1 일사량센서(310)로부터 측정된 일사량계 측정 평균값 대비 제2 일사량센서(320)로부터 측정된 일사량계 측정 평균값의 비율을 연산하여 태양광 패널 모형 하면에 적용되는 태양광의 반사율을 측정할 수 있다.In one embodiment, the
참고로, 계측부(330)는 태양광 패널 모형과 전기적으로 연결되어 구동될 수 있으며 구동에 필요한 전력 공급은 외부의 전력 공급원 또는 자체 내장된 배터리로부터 공급받을 수 있다.For reference, the
한편, 본 발명에서는 반사판(200) 설치면적을 측정하기 위한 측정장치를 별도로 마련하여 태양광 패널 모형의 하면에 실제로 반사광이 작용하는 지점을 찾아 최대의 발전효율을 얻을 수 있는 최적의 반사판(200) 설치면적을 구할 수 있다.On the other hand, in the present invention, a measuring device for measuring the installation area of the reflecting
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사판(200) 설치면적 측정 장치가 사용되는 모습을 도시한 개념도이고, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사판(200) 설치면적 측정 장치의 구성을 도시한 도면이다.4A is a conceptual diagram illustrating a state in which an apparatus for measuring the installation area of a reflecting
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 반사판(200) 설치면적 측정장치는 태양광 모듈 모형의 전방 또는 후방에 위치되는 소정 크기의 프레임, 프레임에 부착되어 좌우로 움직이는 반사경(Mirror)과 반사경의 움직이는 거리를 측정하기 위한 줄자(Tape measure)를 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로, 프레임 상에서 반사경의 위치를 좌우로 조정하여 태양광 모듈 모형에 반사광이 비치는 위치를 찾을 수 있다. 이때, 일조시간 중 시간단위로 태양광 모듈의 그림자에 가려지게 되는 구간과 태양광 모듈 모형의 패널 모형에 작용하는 반사광의 위치를 찾음으로써 반사판(200)의 설치면적을 찾을 수 있다.4A to 4C, the
이하에서는, 도 5 및 도 6을 참조하여, 반사판(200) 설치면적 측정장치를 기반으로 다양한 설정변수에 따라 반사판(200) 설치면적을 측정하는 실시예들에 대하여 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 5 and 6 , examples of measuring the installation area of the
설명에 앞서, 본 발명의 태양광 모듈 모형은 다수의 어레이 형태로 구현되는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 소정 거리만큼 이격된 태양광 모듈 모형 사이에 마련되는 반사판(200)의 설치면적을 다음과 같이 계측할 수 있다.Prior to the description, the solar module model of the present invention is characterized in that it is implemented in the form of a plurality of arrays. Accordingly, the installation area of the reflecting
일 실시예로, 태양의 입사각, 태양의 방위각, 다수의 어레이를 구성하는 태양광 모듈 모형의 높이 및 태양광 모듈 모형의 너비에 기초하여 반사판(200)의 설치면적이 결정될 수 있다.In one embodiment, the installation area of the
구체적으로, 도 5를 참조하면, 태양의 입사각(θ1), 시간에 따른 태양의 방위각(θ3), 태양광 모듈 모형의 패널 모형과 수평면이 이루는 경사각(θ2), 반사판(200)의 설치면적에 대한 기준이 되는 제1 태양광 모듈 모형(100a)의 모서리 높이(h1), 제1 태양광 모듈 모형(100a)의 전방에 위치하는 제2 태양광 모듈 모형(100b)의 모서리 높이(h2), 제1 태양광 모듈 모형(100a)의 너비(L1) 및 제1 태양광 모듈 모형(100a)과 제2 태양광 모듈 모형(100b) 간의 간격(L2)에 기초하여 반사판(200)의 설치면적이 결정될 수 있다.Specifically, referring to FIG. 5, the incident angle of the sun (θ1), the azimuth angle of the sun over time (θ3), the inclination angle (θ2) between the panel model of the solar module model and the horizontal plane, and the installation area of the
제2 태양광 모듈 모형(100b)은 제1 태양광 모듈 모형(100a)의 전방에 위치하는 것으로 간주할 수 있다.The second
시간에 따른 태양의 방위각(θ3)은 6시를 기준으로 180도, 12시를 기준으로 90도, 18시를 기준으로 0도를 적용할 수 있다.The azimuth angle θ3 of the sun according to time may be 180 degrees based on 6 o'clock, 90 degrees based on 12 o'clock, and 0 degrees based on 18 o'clock.
제1 태양광 모듈 모형(100a)의 모서리 높이(h1)는 전방에 위치하는 모서리와 지면 간의 거리로서 제1 태양광 모듈 모형(100a)의 앞쪽에 형성된 모서리를 기준으로 측정되며, 제2 태양광 모듈 모형(100b)의 모서리 높이(h2)는 후방에 위치하는 모서리와 지면 간의 거리로서 제2 태양광 모듈 모형(100b)의 뒤쪽에 형성된 모서리를 기준으로 측정될 수 있다.The edge height h1 of the first
상기와 같은 설정변수를 조합하여 산출된 하기 수학식 1에 기초하여, 제1 태양광 모듈 모형(100a)의 전방에 반사광이 작용하는 지면 위치(PA-1)를 결정할 수 있다.Based on
[수학식 1][Equation 1]
여기서, 위치(PA-1--)를 결정하기 위해, 제1 태양광 모듈 모형(100a)의 전방 모서리와 제1 태양광 모듈 모형(100a)의 중심을 지나는 중심부와의 수평 거리를 나타내는 Pa에 관한 하기 수학식 2를 참조할 수 있다.Here, in order to determine the position (P A-1-- ), Pa indicating the horizontal distance between the front edge of the first
[수학식 2][Equation 2]
상기와 같은 설정변수를 조합하여 산출된 하기 수학식 3에 기초하여, 제2 태양광 모듈 모형(100b)의 후방 모서리에 그림자가 작용하는 지면 위치(PB-1)를 결정할 수 있다.Based on Equation 3 calculated by combining the setting variables as described above, the ground position P B-1 at which the shadow acts on the rear edge of the second
[수학식 3][Equation 3]
여기서, 위치(PB-1)를 결정하기 위해, 제2 태양광 모듈 모형(100b)의 후방 모서리와 제1 태양광 모듈 모형(100a)의 중심을 지나는 중심부와의 수평 거리를 나타내는 Pb에 관한 하기 수학식 4를 참조할 수 있다.Here, in order to determine the position (P B-1 ), the rear edge of the second solar module model ( 100b ) and the center of the first solar module model ( 100a ) through the center of the horizontal distance Pb Equation 4 below may be referred to.
[수학식 4][Equation 4]
이때, 제1 태양광 모듈 모형(100a)의 전방 모서리에 반사광이 작용하는 지면위치(PA-1) 보다 제2 태양광 후방 모서리에 그림자가 작용하는 지면 위치(PB-1)가 크거나 같을 경우, 제1 태양광 모듈 모형(100a)을 기준으로 제2 태양광 모듈 모형(100b)의 그림자 간섭이 없는 것으로 볼 수 있으며, 이를 판단하기 위한 판별식은 하기 수학식 5에 근거한다.At this time, the ground position (P B-1 ) where the shadow acts on the rear edge of the second solar light is greater than the ground position (PA -1 ) where the reflected light acts on the front edge of the first solar module model (100a) is larger or In the same case, it can be seen that there is no shadow interference of the second
[수학식 5][Equation 5]
상기 수학식 5에 따라 제2 태양광 모듈 모형(100b)의 그림자 간섭이 있는 것으로 판단되는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 반사판(200)의 일측이 놓여지는 위치(PB-1)는 상기 수학식 3에 따라 결정된 위치일 수 있고, 반사판(200)의 타측이 놓여지는 위치(PA-2)는 하기 수학식 6에 따라 결정될 수 있다.When it is determined that there is shadow interference of the second
[수학식 6][Equation 6]
상기 수학식 5에 따라 제2 태양광 모듈 모형(100b)의 그림자 간섭이 없는 것으로 판단되는 경우, 반사판(200)의 일측과 타측이 놓여지는 위치(PA-1,2)는 상기 수학식 1과 상기 수학식 6을 조합하여 산출된 수학식 7에 따라 결정될 수 있다.When it is determined that there is no shadow interference of the second
[수학식 7][Equation 7]
참고로, 상기 수학식들을 고려하여 반사판의 설치면적을 결정하는 작업은 태양광 발전 예측 시스템과 연결된 별도의 연산장치에 의해 수행될 수 있다.For reference, the operation of determining the installation area of the reflector in consideration of the above equations may be performed by a separate calculation device connected to the solar power generation prediction system.
도 7, 도 8a, 도 8b 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사판(200)의 구성을 도시한 도면이다.7, 8A, 8B, and 9 are diagrams illustrating the configuration of the
본 발명의 일 실시예에 따른 반사판(200)은 소정 크기를 가지는 직사각 형태의 제1 프레임(210a), 제1 프레임(210a)의 상부에 형성되는 반사부재(220) 및 제1 프레임(210a)의 테두리에 힌지 결합되어 회동 가능함에 따라 반사부재(220)의 상부를 덮어 고정시키는 제2 프레임(210b)을 포함할 수 있다.The
구체적으로, 반사판(200)의 제1 프레임(210a)과 제2 프레임(210b)은 도 8a에 도시된 바와 같이 각 프레임 테두리에서 도 8b와 같이 동작하는 힌지 결합을 통해 서로 결합될 수 있으며, 이러한 구조에 의해 제2 프레임(210b)이 제1 프레임(210a)의 상부를 개폐할 수 있다. 이때, 도 9에 도시된 롤링된 형태의 반사부재(220)가 제1 프레임(210a) 및 제2 프레임(210b) 사이에 위치할 수 있다.Specifically, the
일 실시예로, 반사판(200)은 제1 프레임(210a) 및 제2 프레임(210b)의 각 테두리에는 소정 크기의 관통홀(230)이 형성되고, 관통홀(230)에 삽입되어 반사판(200)을 지면에 고정시키기 위한 고정핀(240)을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 고정핀(240)을 사용하여 반사부재(220)와 일체화된 프레임을 지면에 고정시켜 바람에 비산되지 않도록 할 수 있다.In one embodiment, the reflecting
일 실시예로, 반사판(200)은 다수의 프레임을 이용하는 경우, 각각의 단위 프레임을 연결시킬 수 있도록 프레임 외곽에 형성되는 연결클립(250)을 더 포함할 수 있다. 즉, 연결클립(250)을 이용하여 제1 프레임(210a) 및 제2 프레임(210b)을 포함하여 구성되는 다수의 프레임을 연결시킬 수 있다.In one embodiment, when a plurality of frames are used, the
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사판(200)의 제작 순서를 설명하기 위해 도시한 도면이다.10A to 10E are diagrams illustrating a manufacturing procedure of the
반사판(200)을 제작하는데 있어서, 먼저 도 10a에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(210a)을 준비한다. 이후, 도 10b에 도시된 바와 같이, 롤링된 형태의 반사부재(220)를 프레임 길이에 맞게 절단한다. 이후, 도 10c에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(210a)의 위에 절단된 반사부재(220)를 위치시키고 힌지 동작을 통해 제2 프레임(210b)으로 반사부재(220) 위를 닫는다. 이후, 도 10d에 도시된 바와 같이, 고정핀(240)을 사용하여 반사부재(220)가 일체화된 프레임을 지면에 고정시킨다. 이후, 반사판(200)의 설치면적에 따라 필요한 경우 도 10e에 도시된 바와 같이, 연결클립(250)을 사용하여 다수의 프레임을 연결시킨다. 참고로, 상기와 같이 제작된 반사판(200)의 반사부재(220)가 마모 및 회손으로 인하여 교체를 필요로 하는 경우 위 순서와 반대로 진행하여 해체할 수 있다.In manufacturing the
이로써, 본 발명의 실시예들에 따르면, 전후방 어레이의 그림자 효과, 지형에 따른 산란, 환란 효과를 감안한 실제 반사율을 계측함으로써 발전량 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다.Accordingly, according to embodiments of the present invention, it is possible to improve the precision of power generation prediction by measuring the actual reflectance in consideration of the shadow effect of the front and rear arrays, the scattering according to the terrain, and the tribulation effect.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 비닐 소재의 반사부재를 사용하고 고정 프레임을 반복 사용함으로써 원가 경쟁력을 확보하고 설치 공정을 단순화 시킬 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, it is possible to secure cost competitiveness and simplify the installation process by using a reflective member made of a vinyl material and repeatedly using a fixed frame.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although specific embodiments according to the present invention have been described so far, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims described below as well as the claims and equivalents.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments, which are various modifications and variations from these descriptions by those skilled in the art to which the present invention pertains. Transformation is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only by the claims described below, and all equivalents or equivalent modifications thereof will fall within the scope of the spirit of the present invention.
10 : 지면
20 : 반사판 설치면적 측정장치
100a : 제1 태양광 모듈 모형
100b : 제1 태양광 모듈 모형
110 : 지주
112 : 레일
114 : 경사조절부
116 : 클램프
118 : 통공
119 : 돌출핀
120a : 제1 태양광 패널 모형
120b : 제2 태양광 패널 모형
200 : 반사판
210a : 제1 프레임
210b : 제2 프레임
220 : 반사부재
230 : 관통홀
240 : 고정핀
250 : 연결클립
310 : 제1 일사량센서
320 : 제2 일사량센서
330 : 계측부10: ground
20: reflector installation area measuring device
100a: first solar module model
100b: first solar module model
110: holding
112: rail
114: inclination adjustment unit
116: clamp
118: through hole
119: protrusion pin
120a: first solar panel model
120b: second solar panel model
200: reflector
210a: first frame
210b: second frame
220: reflective member
230: through hole
240: fixing pin
250: connection clip
310: first insolation sensor
320: second insolation sensor
330: measurement unit
Claims (8)
상기 지면의 상부에 설치되어 상기 태양광 모듈 모형의 주위로 조사되는 태양광을 반사하는 반사판
을 포함하는 것을 특징으로 하는 양면형 태양광 모듈 모형을 이용한 태양광 발전 예측 시스템.
A photovoltaic module model including a photovoltaic panel model that is formed on the top of the post and the height adjustable on the ground, the first photovoltaic panel model is provided on the upper surface and the second photovoltaic panel model is provided on the lower surface; and
A reflector installed on the top of the ground to reflect sunlight irradiated around the solar module model
Photovoltaic power generation prediction system using a double-sided photovoltaic module model, characterized in that it comprises a.
상기 반사판에 의해 반사되는 태양광의 반사율을 측정하기 위한 반사율 측정부를 더 포함하고,
상기 반사율 측정부는
상기 태양광 패널 모형의 하면에 구비되는 제1 일사량센서, 상기 지면에 설치되는 제2 일사량센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면형 태양광 모듈 모형을 이용한 태양광 발전 예측 시스템.
According to claim 1,
Further comprising a reflectance measuring unit for measuring the reflectance of sunlight reflected by the reflector,
The reflectance measuring unit
A solar power generation prediction system using a double-sided solar module model, characterized in that it comprises a first insolation sensor provided on the lower surface of the solar panel model, and a second insolation sensor installed on the ground.
상기 반사판은
소정 크기를 가지는 직사각 형태의 제1 프레임;
상기 제1 프레임의 상부에 형성되는 반사부재; 및
상기 제1 프레임의 테두리에 힌지 결합되어 회동 가능함에 따라 상기 반사부재의 상부를 덮어 고정시키는 제2 프레임
을 포함하는 것을 특징으로 하는 양면형 태양광 모듈 모형을 이용한 태양광 발전 예측 시스템.
According to claim 1,
The reflector is
A first frame having a rectangular shape having a predetermined size;
a reflective member formed on the first frame; and
The second frame is hinged to the edge of the first frame to cover and fix the upper part of the reflective member as it is rotatable
Photovoltaic power generation prediction system using a double-sided photovoltaic module model, characterized in that it comprises a.
상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임의 각 테두리에는 소정 크기의 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀에 삽입되어 상기 반사판을 상기 지면에 고정시키기 위한 고정핀을 더 포함하고,
연결클립을 이용하여 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임을 포함하여 구성되는 다수의 프레임을 연결시키는 것을 특징으로 하는 양면형 태양광 모듈 모형을 이용한 태양광 발전 예측 시스템.
4. The method of claim 3,
A through hole having a predetermined size is formed in each edge of the first frame and the second frame, and further comprising a fixing pin inserted into the through hole to fix the reflecting plate to the ground;
A solar power generation prediction system using a double-sided photovoltaic module model, characterized in that a plurality of frames including the first frame and the second frame are connected using a connecting clip.
상기 태양광 모듈 모형은 다수의 어레이 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 양면형 태양광 모듈 모형을 이용한 태양광 발전 예측 시스템.
According to claim 1,
The photovoltaic module model is a solar power generation prediction system using a double-sided photovoltaic module model, characterized in that implemented in the form of a plurality of arrays.
태양의 입사각, 태양의 방위각, 다수의 어레이를 구성하는 상기 태양광 모듈 모형의 높이 및 상기 태양광 모듈 모형의 너비에 기초하여 상기 반사판의 설치면적이 결정되는 것을 특징으로 하는 양면형 태양광 모듈 모형을 이용한 태양광 발전 예측 시스템.
6. The method of claim 5,
Double-sided photovoltaic module model, characterized in that the installation area of the reflector is determined based on the incident angle of the sun, the azimuth angle of the sun, the height of the photovoltaic module model constituting a plurality of arrays, and the width of the photovoltaic module model Solar power generation prediction system using
태양의 입사각, 태양의 방위각, 상기 태양광 모듈 모형의 패널 모형과 수평면이 이루는 경사각, 상기 반사판의 설치면적에 대한 기준이 되는 제1 태양광 모듈 모형의 모서리 높이, 상기 제1 태양광 모듈 모형의 전방에 위치하는 제2 태양광 모듈 모형의 모서리 높이, 상기 제1 태양광 모듈 모형의 넓이 및 상기 제1 태양광 모듈 모형과 상기 제2 태양광 모듈 모형 간의 간격에 기초하여 상기 반사판의 설치면적이 결정되는 것을 특징으로 하는 양면형 태양광 모듈 모형을 이용한 태양광 발전 예측 시스템.
7. The method of claim 6,
The angle of incidence of the sun, the azimuth angle of the sun, the inclination angle between the panel model and the horizontal plane of the photovoltaic module model, the height of the corner of the first photovoltaic module model serving as a reference for the installation area of the reflector, the first photovoltaic module model The installation area of the reflector is based on the height of the corner of the second photovoltaic module model located in the front, the width of the first photovoltaic module model, and the distance between the first photovoltaic module model and the second photovoltaic module model Photovoltaic power generation prediction system using a double-sided photovoltaic module model, characterized in that it is determined.
상기 제1 태양광 모듈 모형의 모서리 높이는 전방에 위치하는 모서리와 지면 간의 거리이고, 상기 제2 태양광 모듈 모형의 모서리 높이는 후방에 위치하는 모서리와 지면 간의 거리인 것을 특징으로 하는 양면형 태양광 모듈 모형을 이용한 태양광 발전 예측 시스템.8. The method of claim 7,
The corner height of the first photovoltaic module model is the distance between the corner located in the front and the ground, and the corner height of the second photovoltaic module model is the double-sided photovoltaic module, characterized in that the distance between the corner and the ground positioned in the rear A solar power generation prediction system using a model.
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- 2020-08-10 KR KR1020200100163A patent/KR102401086B1/en active IP Right Grant
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