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햇빛발전

태양의 고도와 태양광 설치 각도, 이격거리

태양의 고도는 

태양광 모듈 설치각도와 

태양광 모듈(어레이) 간의 이격거리를 정할 때

중요한 지표가 됩니다.



우리나라 태양의 고도를 알아 보겠습니다.


태양의 고도는 위도와 연관있습니다.


위도가 높으면 태양의 고도가 낮고 낮의 길이가 짧습니다.

위도가 낮으면 태양의 고도는 높고 낮의 길이가 깁니다.


이렇게 보면 위도가 낮을 수록 태양광 발전에 유리한 것 처럼 보입니다.


서울에서 제주까지 위도 차이는 5도 정도 차이납니다.


그런데 기상청 일조시간 데이터를 보면

제주의 일조시간이 서울보다 못합니다.


제주가 분명 서울보다 낮의 길이가 길지만

구름이나 비 등 날씨를 고려할 때 전혀 유리하지 않습니다.



우리나라에서는 위도보다는

일조시간이 더 중요한 요소입니다.


서울은 위도가 37.57도이고

태양이 가장 높을 때는 하지 남중 고도 75.93도입니다.

가장 낮을 때라고 할 수 있는

동지의 9시는 11.51도입니다.


대전의 경우 위도는 36.35도이고

하지 남중 고도는 77.15도입니다.

동지 9시는 12.56도입니다.



제주의 경우 위도 33.49도이고

하지 남중 고도는 80.01도입니다.

동지 9시는 13.93도입니다.

춘분 : 3 / 20 ~ 21

하지 : 6 / 21 ~ 22

추분 : 9 / 22 ~ 23

동지 : 12 / 21 ~ 22


태양광 모듈을 고정 가변형으로 설치할 경우

위의 4절기 태양의 고도를 고려해서 각도를 변경할 수 있습니다.


고정 가변형이 아니라면

모듈 설치 각도를 어떻게 하는 것이 좋을까요?


위도와 동일하게 설치각도를 정하는 것이 좋다고 합니다.


위도와 동일하다는 것은

춘추분 남중고도시 태양과 모듈이 직각을 이루는 각도입니다.


춘분을 지나 하지 그리고 추분까지

낮의 길이가 길 때는

좋다고 할 수 있습니다.


추분을 지나 동지 그리고 춘분까지

낮의 길이가 짧을 때는

썩 좋지 않을 겁니다.


고정형이니 어쩔 수 없죠


그런데 이렇게 태양의 고도만을 고려할 수는 없습니다.


모듈의 설치각도를 높이면

뒤에 위치한 모듈에 음영이 생길 수 있거든요.


동지 9시를 기준으로 

음영이 생기지 않는 이격거리를 계산해 보겠습니다. 

(태양광 모듈 계산기를 통해)


모듈의 길이를 2000mm, 

설치각도를 서울 위도와 동일하게 37.57도, 

동지 9시 태양의 고도 11.51도를 입력했습니다.


음영이 지지 않기 위해서는 d2의 거리가 5.99m 필요합니다.


만약 10m 어레이를 5줄 만든다고 하면,

총 면적 87.23 평이 필요합니다. 


모듈 설치각도를 20도로 낮춰 보겠습니다.


d2의 거리가 3.36m 면 되네요.

동일하게 5줄의 어레이를 설치할 경우

50.45 평이 필요합니다.


모듈의 설치 각도를 낮추었더니

필요한 면적이 줄었습니다.


이 말은 동일한 면적에서 

모듈 설치 각도를 낮추면 더 많은 모듈을 설치할 수 있다는 이야기입니다.


그런데 더 많은 모듈을 설치하려면 비용이 많이 들겠죠


태양광 발전 설비 설치시

비용과 부지면적 그리고 효율적인 설치각도 등

복합적으로 고려하는 것이 필요합니다.


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