[지오프롭테크] 연평균 일조분석에 이어 벽면·태양광패널배치

[공공칠빵]

[지오프롭테크] 연평균 일조분석에 이어 벽면·태양광패널배치

지오프롭테크 (GeoProptech) = 지리정보(geographic information system) + 부동산 (Property) + 기술 (Tech)

이전글 "연평균 일조시간 분석 (지붕·지면)"에서 2차원에서 건물 공간정보를 기반으로 연평균 분석은 일조시간 기준과 태양광 활용을 위한 일사 가중 기준을 구분할 수 있다는 점을 핵심 차별점으로 구현했습니다.

"도시의 하루를 넘어, 1년의 햇빛을 분석하다."

연평균 일조시간 분석은 태양의 연중 움직임과 건물에 의한 그림자 차폐를 공간적으로 분석하여, 도시의 일조환경을 직관적인 지도로 제공합니다. 주거환경 진단부터 건축계획 검토, 태양광 설치 후보지 탐색까지 데이터 기반의 도시공간 의사결정을 지원합니다.

이번에는 "벽면 태양광 패널 자동 배치와 패널별 일조 분석"으로

건물의 벽면 형상과 방향을 분석해 태양광 패널의 설치 가능 위치와 배치 방향을 자동으로 탐색하고, 연평균 일조 분석 결과를 이용해 패널별 일조시간·일조율·일사 가중 일조율을 계산하는 공간정보 기반 분석 기능입니다.

2D 지도에서는 패널 배치와 일조 등급을 확인하고, 3D 화면에서는 벽면 위에 경사 패널이 설치된 모습을 살펴보며 패널을 개별 선택해 분석값을 확인할 수 있습니다.

건물의 외벽을 대상으로 태양광 패널 설치 가능 영역을 탐색하고, 벽면별 일조 조건을 반영해 패널 배치와 발전 잠재력을 평가하는 공간정보 분석 기능입니다.

기존 벽면 일조 분석 결과에서 대상 벽면을 선택한 후 패널 배치 분석을 실행하며, 설치 패널 수와 용량, 벽면 면적, 평균 일조시간, 예상 발전량을 확인할 수 있습니다.

* 이번엔 평면 배치(건축과 배널)에서 벽면 가능을 본것입니다. 그래서 좀 과하게 설치하는거지만,

나름 선택벽만, 선택벽면 라인, 선택벽 방향 전체, 건물전체로 해보았습니다.

1. 주요 기술 및 알고리즘
① 벽면 형상 추출 및 분석 범위 설정
벽면 일조 분석 결과에서 건물과 벽면 형상을 추출합니다. 클릭한 구간, 한쪽 벽면 전체, 같은 방향의 벽면 또는 건물 전체 중 원하는 범위를 선택할 수 있습니다.
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② 패널 자동 배치 및 공간 탐색
벽면을 가로·세로 평면으로 취급해 패널의 세로형·가로형 배치를 비교하고, 격자 위치와 방향을 바꾸며 설치 가능한 패널 수가 많은 배치를 탐색합니다. 벽 모서리와 상·하단 여백, 패널 간격 및 인접 건물과 맞닿는 영역의 제약도 고려합니다.
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③ 벽면 셀 기반 일조 분석
기본 1m 해상도로 벽면을 나누고, 기존 벽면 일조 분석기를 이용해 주변 건물 그림자를 반영합니다. 패널이 덮는 셀의 면적 가중 평균을 구해 패널별 일조값을 산출하고 등급별 색상으로 표현합니다.
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④ 3D 패널 시각화 및 개별 조회
Three.js 기반 3D 화면에서 수직 벽면에 설치된 패널을 표현합니다. 드래그로 회전하고 휠로 확대하며, 패널을 클릭해 개별 값을 확인할 수 있습니다.
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⑤ 예상 발전량 산정
설치용량, 일사환산시간, 성능비(PR), 벽면 방향별 효율 및 일사 가중 일조율을 이용해 연간 발전량을 추정합니다.
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2. 활용 분야
도심 건축물 에너지 검토 옥상뿐 아니라 외벽을 활용한 태양광 설치 후보 검토
고층 공동주택 동별·방향별 외벽 일조 차이와 설치 잠재력 비교
업무·상업용 건축물 커튼월 및 외벽 태양광 적용 가능성 사전 검토
건축 설계 및 리모델링 외벽 방향과 음영에 따른 설치 대안 검토
공공건축물 에너지 정책 공공시설의 외벽 태양광 도입 후보지 선별
도시 단위 에너지 계획 건물별 외벽 분석 결과를 활용한 잠재량 조사
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3. 기대효과
- 건물 외벽의 활용도 향상: 지붕 중심의 태양광 검토 범위를 외벽까지 확장합니다.
- 설치 대안 검토 효율화: 패널 배치와 일조 등급을 함께 확인해 유리한 벽면을 비교할 수 있습니다.
- 음영 영향의 세밀한 파악: 같은 벽면에서도 높이와 위치에 따라 달라지는 일조 조건을 패널별로 확인할 수 있습니다.
- 초기 사업 검토 지원: 패널 수와 설치용량, 예상 발전량을 이용해 후보 건물의 우선순위를 검토할 수 있습니다.
- 설명 및 의사결정 개선: 3D 시각화로 외벽 설치 형태와 일조 차이를 직관적으로 전달할 수 있습니다.

벽면 태양광 자동 배치·일조 분석

건물 외벽을 클릭해 태양광 패널의 설치 가능성을 검토하고, 주변 건물의 그림자와 벽면 방향을 반영한 패널별 일조 분석을 수행합니다. 자동 배치부터 설치용량, 연평균 일조 및 예상 발전량까지 2D·3D 화면에서 확인할 수 있어 건축물의 태양광 활용 잠재력을 검토하는 데 도움을 줍니다.