[논문 리뷰] PVGIS approach for assessing the performances of the first PV grid-connected power plant in Morocco

Abdelfettah Barhdadi, Mouncef Bennis|arXiv (Cornell University)|2012. 08. 21.

Solar Radiation and Photovoltaics참고 문헌 7인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 모로코의 첫 번째 육상 연계형 태양광(PV) 마이크로 전력 플랜트의 성능을 평가하기 위해 PVGIS 방법론을 적용한다. 위성 기반 태양 복사 량 데이터와 기상 변수를 사용하여 PVGIS 모델은 연간 전기 생산량을 정확하게 예측하며, 예측값과 측정값 간의 일치도가 약 2%로 나타나지만, 월간 차이는 더 크며, 이는 단기 변동성에도 불구하고 장기 계획 수립에 있어 모델의 신뢰성을 강조한다.

ABSTRACT

In this paper, we apply the PVGIS method for estimating the performance of the first grid-connected PV micro-power plant in Morocco. PVGIS approach provides analysis and assessment of in-site solar energy resources and predicts with good accuracy the potential of PV systems in term of electricity production. We find that annual total power generation of the micro-power is slightly higher than that initially expected at the installation stage and actually measured. The yearly predicted and measured power production values agree to about 2 %. However, individual monthly production can have larger discrepancy.

연구 동기 및 목표

• 모로코의 첫 번째 육상 연계형 PV 마이크로 전력 플랜트의 성능을 PVGIS 방법론을 사용하여 평가하기.
• PVGIS 모델에서 예측한 연간 전기 생산량을 실제 플랜트의 측정 데이터와 비교하기.
• PVGIS 모델이 모로코의 실제 기상 조건에서 PV 시스템 성능을 추정하는 데 있어 정확도를 평가하기.
• 월간 예측 및 측정된 에너지 출력 간 격차를 규명하여 시스템 검증을 향상시키기.
• 북아프리카 기후 조건에서 PVGIS 도구의 신뢰성을 검증함으로써 향후 PV 프로젝트 계획을 지원하기.

제안 방법

• 플랜트가 위치한 모로코 현지의 위성 기반 태양 복사 량 데이터와 지역 기상 변수를 사용하여 PVGIS 모델을 적용한다.
• 표준 시험 조건과 지역 기후 데이터를 기반으로 PV 시스템의 연간 및 월간 전기 생산량을 추정한다.
• 실제 출력과 이론적 출력을 비교하여 성능 비율(PR)을 계산함으로써 시스템 효율성을 평가한다.
• 모델 검증을 위한 기준 데이터로 플랜트 모니터링 시스템의 측정 성능 데이터를 사용한다.
• 예측된 연간 및 월간 에너지 출력과 측정된 출력 간의 통계적 비교를 수행하여 정확도를 평가한다.
• _WEATHER_DATA_INPUTS_AND_SYSTEM_CONFIGURATION_PARAMETERS에 대한 민감도 분석을 수행하여 모델 신뢰성을 확보한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 PVGIS 모델은 모로코의 실제 PV 마이크로 전력 플랜트의 연간 전기 생산량을 얼마나 정확하게 예측하는가?
• RQ2 예측된 월간 에너지 출력과 측정된 출력 간 격차는 무엇이며, 그 원인은 무엇인가?
• RQ3 PVGIS 모델은 고태양 복사 량을 지닌 북아프리카 기후 조건에서 실제 시스템 성능을 어느 정도 반영하는가?
• RQ4 플랜트의 성능 비율은 PVGIS 시뮬레이션 기반 예상 값과 비교해 볼 때 어떻게 되는가?
• RQ5 PVGIS 모델은 유사한 모로코 지역에서 설치 전 타당성 조사에 신뢰할 수 있는 도구로 활용될 수 있는가?

주요 결과

• PVGIS 모델을 사용한 연간 예측 전기 생산량은 측정 데이터와 약 2% 이내로 일치한다.
• 모델은 월간 생산량을 약간 과대 또는 과소 평가하며, 이는 국지적 미기후 조건 또는 측정 노이즈로 인한 변동성 때문일 수 있다.
• 예측값과 측정값 간 비교를 통해 유도된 성능 비율(PR)은 예상되는 운영 요인 외의 손실이 최소한임을 나타내며, 잘 기동 중인 시스템임을 시사한다.
• PVGIS 모델은 모로코와 같은 고태양 복사 량 지역에서 장기적인 에너지 수확량 추정에 강력한 신뢰성을 보여준다.
• 월간 예측의 격차는 국지적 校정 또는 고해상도 기상 데이터가 필요함을 시사하며, 정확도 향상을 위한 조치가 필요하다.
• 결과적으로 PVGIS는 북아프리카에서 PV 프로젝트의 사전 타당성 평가에 효과적인 도구로 활용될 수 있음을 검증한다.