차양은 태양광 프로젝트에서 에너지 수율 손실의 가장 중요하면서도 가장 과소평가되는 원인 중 하나입니다. 스트링 아키텍처가 올바르게 설계되지 않은 경우 어레이의 5%를 차지하는 단일 장애물로 인해 15~25%의 생산 손실이 발생할 수 있습니다. 정확한 셰이딩 분석은 선택 사항이 아닙니다. 이는 신뢰할 수 있는 에너지 모델링, 수익성 있는 성능 보장 및 올바른 스트링 결정을 위한 전제 조건입니다.
음영 손실 유형
태양광 차광 손실은 두 가지 범주로 분류됩니다.
- 근거리 음영(건축 음영): 난간, 옥상 장비, 굴뚝, 인접한 건물, 나무 등 어레이 바로 근처에 있는 물체의 음영. 이는 태양이 움직일 때 배열을 가로질러 움직이는 기하학적 그림자를 만듭니다. 도시 상업 옥상의 경우 음영 손실은 일반적으로 2~15%입니다.
- 원거리 음영(수평 음영): 멀리 있는 장애물(산, 숲, 수평선에 있는 고층 건물)로부터 음영을 얻습니다. 먼 음영은 낮은 태양각(이른 아침, 늦은 오후)에만 영향을 미치며 일반적으로 대부분의 사이트에서 0.5~3%입니다.
추가로:
- 자체 음영처리(행별 음영처리): 패널의 한 행 뒤에 있는 다음 행에 의해 그림자가 드리워집니다. 이는 지상 장착형 및 낮은 경사의 평지붕 시스템의 주요 셰이딩 손실이며 행 간격(피치 대 높이 비율)에 의해 제어됩니다. 다음 기사를 참조하세요. 행 레이아웃 음영 손실 자세한 방법론은.
- 부분 음영으로 인한 모듈 불일치: 그림자가 문자열의 일부를 덮으면 음영 처리된 셀이 현재 병목 현상이 됩니다. 바이패스 다이오드가 올바르게 작동하지 않으면 전체 스트링 출력이 떨어집니다. MLPE(모듈 수준 전력 전자 장치)는 이러한 효과를 크게 줄입니다.
음영 분석 방법론
엄격한 니어쉐이딩 분석 프로세스:
- 사이트 3D 모델링: 건물 형상, 장애물 및 제안된 배열을 시뮬레이션 소프트웨어로 가져옵니다. 현장 측정 또는 LiDAR 데이터와 비교하여 모델 확인
- 음영 개체를 정의합니다. 난간 높이, HVAC 장치, 채광창, 굴뚝 — ~100m 이내에 배열 평면 위의 모든 객체를 포함합니다.
- 방사조도 맵 실행: 차광 물체에 의해 차단된 직접, 확산 및 반사 조도를 고려하여 어레이 평면의 각 지점에서 연간 조도(kWh/m²)를 계산합니다.
- 전기 셰이딩 손실을 적용합니다. 부분 음영으로 인한 스트링 레벨 전압 감소를 고려합니다. 이를 위해서는 모델에 문자열 레이아웃 정의가 필요합니다.
- MLPE 유무에 따른 음영 손실 비교: 음영에 영향을 받은 스트링에 최적화 장치 또는 마이크로인버터를 추가하는 것의 이점을 정량화합니다.
PVsyst vs HelioScope vs Aurora Solar
| 특징 | PVsyst 7.x | 헬리오스코프 | 오로라솔라 |
|---|---|---|---|
| 기본 사용 사례 | 엔지니어링/수익성 연구 | 영업 + 엔지니어링 | 영업 + 디자인 자동화 |
| 3D 셰이딩 모델 | 상세(매개변수화된 객체) | Google 지도/LiDAR 가져오기 | LiDAR + Google 지도 + 항공 사진 |
| MLPE 모델링 | 모듈 불일치 요인을 통해 | 문자열 + MLPE 모드 | 모듈 수준 시뮬레이션 |
| 날씨 데이터 | Meteonorm, NASA SSE, 맞춤형 TMY | NREL, Solargis, 맞춤형 | NREL, 솔라지스 |
| 은행가능성 | 대출 기관을 위한 업계 표준 | 대부분의 대출기관에서 인정 | 수용성 증가 |
| 학습 곡선 | 높음(숙달까지 3~6개월) | 낮음~보통(일) | 매우 낮음(시간) |
| 가격(대략) | ~$1,500/년 | ~$2,000–5,000/년 | ~$3,000–8,000/년 |
| 다음에 가장 적합 | 유틸리티 규모 / 엔지니어링 회사 | C&I 상업판매 | 주택+C&I영업팀 |
PVsyst: 수익성 있는 연구를 위한 업계 표준
PVsyst는 여전히 수익성 있는 에너지 평가를 위한 참조 도구로 남아 있습니다. 도구의 조도 모델, 손실 계수 프레임워크 및 시뮬레이션 엔진이 잘 문서화되어 있고 감사 가능하므로 대출 기관과 독립 엔지니어는 PVsyst 보고서를 받아들입니다. 주요 강점:
- 각 손실이 개별적으로 정량화된 상세한 손실 캐스케이드(수평선, 음영 근처, IAM, 오염, 불일치, 배선, 인버터)
- P50/P90 생산 추정에 대한 몬테카를로 불확실성 분석
- 광범위한 인버터 및 모듈 데이터베이스
- 알베도 입력으로 양면 후면 이득을 모델링할 수 있습니다.
한계: 가파른 학습 곡선; 3D 장애물 모델링은 LiDAR 기반이 아닌 매개변수화(수동으로 정의된 모양)됩니다. 빠른 판매 제안에는 덜 적합합니다.
음영 손실 임계값 및 설계 결정
셰이딩 분석을 기반으로 한 디자인 결정을 위한 경험적 기준:
- <2%에 가까운 음영 손실: 특별한 조치가 필요하지 않습니다. 표준 스트링 인버터 허용
- 2~5%에 가까운 음영 손실: 영향을 받는 문자열에 대해 MLPE(최적화 프로그램)를 고려하세요. 문자열 방향 검토
- 5~15%에 가까운 음영 손실: MLPE를 적극 권장합니다. 음영 처리된 모듈과 음영 처리되지 않은 모듈을 별도의 문자열에 유지하도록 문자열 레이아웃을 다시 디자인합니다.
- >15%에 가까운 음영 손실: 어레이 레이아웃을 재고하십시오. 일부 구역은 거주하기에 비경제적일 수 있습니다.