이 도구가 하는 일
스트링이 너무 길면 추운 아침에 인버터 최대 전압을 넘고, 너무 짧으면 더운 오후에 MPPT 범위 아래로 떨어집니다. 이 도구는 데이터시트 계수와 현장 기온으로 두 한계를 계산하고, MPPT 입력마다 전류를 검토한 뒤, 1년 발전량을 추정합니다.
- 스트링: 최저 기온의 개방 전압, 최고 셀 온도와 최저 기온의 최대 출력 전압, 스트링당 가능한 모듈 수, 최대 전압까지 여유, MPPT당 동작·단락 전류, 기동 전압, DC/AC 비.
- 설계 기온: 그 위치의 NASA POWER 24년 일 자료로 기록 최저·연 최저 평균·기록 최고·연 최고 평균을 구하고, 쓴 기준을 설계서에 적습니다.
- 발전량: 태양 위치, 경사면 천공 산란, 반사 손실, 모듈 온도, 온도계수, 시스템 손실, 인버터 효율 곡선과 출력 제한을 시간마다 계산합니다. 월별 표, kWp당 발전량, 성능비, 이용률, 일사에서 AC까지의 손실 단계를 보여 줍니다.
- 설계안: 같은 위치와 장비로 설계안 네 개까지 나란히 비교합니다.
쓰는 방법
- 위치를 넣거나 기상 파일을 엽니다. 파일을 열면 위치도 정해집니다.
- 설계 기온을 가져와, 규정이나 전력회사가 요구하는 기준(기록 최저 또는 연 최저 평균)을 고릅니다.
- 모듈과 인버터 데이터시트의 전기적 특성을 붙여 넣고 값 읽기를 누른 뒤, 모든 칸을 확인합니다. 직접 입력해도 됩니다.
- 스트링 탭에서 가능한 범위 안의 길이를 고르고 스트링 수와 MPPT 수를 정합니다. 항목마다 설계값, 한계, 판정이 나옵니다.
- 기상 자료를 불러옵니다. 브라우저에서 NASA POWER 1년치 시간별 자료를 불러오거나, PVGIS 대표 연도나 EPW 파일을 엽니다. 발전량·설계안 비교 탭에서 결과를 보고, 손실 탭에서 현장에 맞게 손실을 고칩니다.
- 설계서, 엑셀, 시간별 CSV로 내보냅니다.
어떤 기상 자료를 쓰나
NASA POWER는 어느 위치, 어느 연도든 바로 불러올 수 있습니다. PVGIS의 대표 기상 연도(TMY)는 한 해 자료보다 장기 기후를 잘 나타내니 PVGIS 웹사이트에서 받아 여기서 여세요. 같은 서울 지붕이라도 수평면 일사량이 NASA POWER 2023년은 약 1,428 kWh/m², PVGIS TMY는 약 1,525 kWh/m²라 발전량도 그만큼 달라집니다. 설계서에 쓴 자료를 적으므로 두 추정을 공정하게 비교할 수 있습니다.
검증
스트링 전압은 공개된 손계산과 같습니다. Voc 22.60 V, -0.075 V/°C 모듈 23장은 -7 °C에서 575 V(Mike Holt NEC 예제), 보정 Voc 44.6 V에 최대 600 V 인버터는 13장입니다. 발전량 모델은 같은 식을 같은 PVGIS 대표 연도에 돌린 pvlib-python과 비교해 연간 발전량이 0.01 % 안에서 같습니다(서울 1,475.05 대 1,475.03 kWh/kWp). PVGIS 자체 결과와는, 대표 연도와 PVGIS 다년 일사량의 차이를 없앤 성능비가 1.5%p 안에서 맞습니다.
| 위치 | PVGIS 성능비 | 이 도구 |
|---|---|---|
| 서울 | 80.0 % | 79.9 % |
| 도쿄 | 79.2 % | 79.4 % |
| 베를린 | 80.1 % | 79.7 % |
| 델리 | 75.1 % | 75.3 % |
| 덴버 | 79.2 % | 77.9 % |
조건: 결정질 실리콘 1 kWp, 위치별 PVGIS 최적 경사·방위, 시스템 손실 14 %, 지평선 음영 없음, PVGIS 5.3, 2026-10-19 확인.
한계
지평선이나 주변 물체의 음영은 손실 비율로만 반영하고, 양면 모듈 이득, 추적식, 분광 효과는 계산하지 않습니다. 스트링 한계는 입력한 계수를 따르며, 나라별 규정은 다른 기준이나 보정표를 요구할 수 있고 최종 판단은 허가권자와 전력회사가 합니다. 설계 보조 도구이며 날인 도면과 전력회사 기술 검토를 대신하지 않습니다.
출처
- 모델: pvlib-python(BSD-3-Clause)에서 옮김. 인버터와 DC 모델은 PVWatts Version 5 매뉴얼과 같음.
- 기상 자료: NASA POWER(사용 제한 없음, 출처 표기 요청), PVGIS(유럽연합 집행위원회 JRC).
- 스트링 전압 예제: Mike Holt, NEC 690.7 예제.
마지막 확인 2026-10-19