기상청 데이터를 활용한 태양광 발전 시스템 모듈온도 및 발전량 예측

Abstract

국내 태양광발전의 비중에 높아짐에 따라, 기상조건에 따라 그 출력량이 크게 변하는 태양광발전소의 문제점으로 부각되며 수요에 따른 안정적인 전력공급을 위한 태양광발전 출력 예측의 필요성이 커지고 있다. 따라서 본 연구에서는 태양광발전 출력량과 출력에 크게 영향을 미치는 모듈온도 값을 기상청 데이터를 이용하여 예측해보고 당진화력발전소 내 옥내저탄장 태양광발전소 데이터와 비교 분석해보았다. 날씨에 따른 모듈온도와 발전량 예측정확도는 각 RMSE, MAD와 MAPE 값이 크게 차이가 나는데, MAPE는 기준값이 0에 가까워질수록 그 값이 커지는 특성을 보인다. 그 때문에 눈의 보온효과 때문에 모듈온도가 0 ℃에 가까워지거나, 새벽에 해무 때문에 발전량이 0 kW에 가까워지면 그 값이 커지고 예측정확도가 크게 떨어져 RMSE, MAD 값과 다른 양상을 보여주었다. 일사량에 따른 모듈온도와 발전량의 예측정확도는 일사량이 커질수록 정확도가 떨어지지만, 초기 0 ~ 200 W/m2 사이 데이터들의 예측정확도가 크게 떨어졌다. 그 이유는 모듈온도는 옥내저탄장 온기로 인하여, 발전량은 새벽 해무로 인하여 예측정확도가 크게 떨어지는 것으로 확인되었다. 주변 온도에 따른 예측정확도는 모듈온도는 주변 온도가 커질수록, 발전량은 주변 온도가 낮을수록 예측정확도가 떨어졌다. 다만 주변 온도 20 ℃ 이하에서는 측정된 모듈온도가 낮아질수록 MAPE 값이 크게 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 풍속은 모듈온도와 발전량 모두 풍속이 높아질수록 예측정확도가 감소하였지만, 풍속이 영향 다른 기상조건에 의한 영향보다 미미하여 그 상관관계를 정의하기가 어려웠다.