| 성과구성 |
지난 2017년 12월 우리 정부는 재생에너지 3020이행 계획을 통해 2030년 까지 농사와 태양광발전을 병행하는 영농형 태양광 모델을 신규 도입하여, 올해 시범사업을 추진하고 있다. 영농형 태양광은 기존 농지 상부에 태양광 발전 설비를 설치하고, 하부에는 작물을 재배하는 방식으로 농사를 그대로 지으면서 태양광 발전을 통해 전기를 생산하는 형태이다.
그러나 구조물 아래에 재배되는 작물의 종류가 모두 다르기 때문에 태양광 전지판의 간격, 각도, 거리, 높이 등 다양한 태양광 패널 디자인을 구현할 수 있는 방안이 필요하다. 이는 건축 분야에서 3차원 모델링 기술로 활용 되고 있는 BIM(Building Information Modeling)과 파라메트릭(Parametric) 디자인 s/w를 활용하여, 3D 구조물 모델링과 일조분석 시뮬레이션을 통해 태양광 패널 디자인에 적용 할 수 있다.
따라서 본 연구의 목적은 최적의 경제성을 창출할 수 있도록 최적의 영농형 태양광 발전시스템의 구조물 디자인 안을 도출하기 위한 구현 방안을 제안하고자 한다.
첫째, 태양광 발전시스템의 3D 구조물 모델 생성은 객체의 속성정보를 가지고 있는 BIM기반 s/w인 Revit을 활용하여 3D 모델을 구축하였다. 둘째, 파라미터의 매개변수를 이용한 태양열 전지판의 다양한 디자인 대안을 수립하였다. 셋째, 일조 시뮬레이션을 통해 태양광 발전 시스템의 최적의 디자인을 도출하였다.
실험 결과, 3D모델의 구축을 통해 태양광 패널의 간격, 각도, 거리, 높이의 조정이 용이하였으며, 단순히 구조물부분만 3D로 모델을 구축하는 것이 아니라 MEP부분, 재질 및 재료 표현까지 사실적인 모델구현이 가능하였다.
또한, 태양광 패널의 세밀한 간격, 각도, 거리, 높이 조정은 매개변수들의 logic을 통해 구현되어 매개변수들의 값을 입력하고 조정이 용이함으로써 다양한 대안들의 수립되었다. 이를 바탕으로 일조 분석 시뮬레이션은 BIM기반 Plug-in을 통해 실시되었다.
특히, 일조 분석 시뮬레이션은 Google Earth와의 연동으로 실제 지역의 GPS 좌표를 프로젝트 상에 입력하여, 기상데이터를 획득하였다. 따라서 기상데이터와의 연계를 통해 일조량 분석, 음영분석, 열성능 분석을 실시하여 태양광 발전 시스템 구조물 디자인에 반영이 가능한 것으로 나타났다.
본 연구를 통해 BIM기반 3차원 구조물 모델은 향후 유지관리를 위한 데이터로 활용 가능할 것이며, 현장에서의 실용화 방안도 모색할 것이다. |
