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태양전지 시스템의 인공지능에 의한 규모 결정

전문가 제언: ○ 화석연료를 에너지원으로 하는 발전 시스템은 환경오염과 지구온난화 문제 및 장차 화석연료의 고갈이 예상되어 재생 가능하고 지속적인 깨끗한 에너지에 대한 요구가 전 세계적으로 증가하고 있는 실정이다. 따라서 이러한 요건에 맞는 재생에너지는 태양광발전, 풍력발전, 조력발전 및 바이오매스 등에 의한 발전 시스템이 있다. 그러나 이러한 재생에너지 원에 의한 발전 시스템은 청정에너지로서는 가능하지만 기술적, 경제적 측면에서 아직도 연구 개발해야 할 과제가 많은 실정이다.

○ 재생에너지 중에 태양광 발전 시스템의 규모를 결정하기 위해서 그 지역의 일조량 등 기상 자료가 필수가 되고 더구나 밤에는 디젤발전과 같은 백업 발전시설이 필요하게 된다. 따라서 기상에 따른 일조량의 불안정성과 간헐적인 부하 등으로 인하여 태양광 발전은 다른 에너지원, 즉 디젤발전 및 연료전지 등과 결합된 하이브리드 발전 시스템이 필요하게 된다. 이러한 하이브리드 발전 시스템의 설계에는 각 에너지원과의 상관관계를 고려해야 하는 복잡성과 기상, 환경 및 부하자료 등의 불확실성 때문에 정확한 시스템의 규모를 결정하는 데 어려움이 있다.

○ 이 경우에 기존 방법에 의한 규모 결정이 곤란하여 인공지능 기법을 이용하여 태양광 발전 시스템의 규모를 결정할 수 있다. 인공지능 기법은 ① 샘플로부터 학습이 가능하고 ② 잡음과 불완전한 데이터 및 비선형 문제를 취급할 수 있고 ③ 한번 학습되면 고속으로 예측과 일반화를 수행할 수 있는 장점이 있다. 인공지능 기반 시스템은 여러 분야에 응용되는데 이는 상징적 추론, 유연성 및 서술 능력 때문이다. 응용분야는 엔지니어링, 의료, 경제, 군사 및 우주분야 등 다양하다. 또한 인공지능은 모델링, 식별, 최적화, 예측 및 복잡계통의 제어 등에 응용된다.

○ 따라서 PV 시스템의 규모를 결정할 때 불확실성 데이터가 많은 경우에는 인공지능 기법을 설계 툴로서 사용하여 최적한 PV 시스템이 가능하다. 실제로 이 글에서 제안된 인공지능 방법에 의한 사이징 파라미터는 실제 계산된 데이터와 비교한 결과 상대오차가 6% 이내가 되어 인공지능에 의한 PV 시스템의 규모 결정이 가능함을 보여준다.

저자: A. Mellit, S.A. Kalogirou, L. Hontoria, S. Shaari
자료유형: 학술정보