A Study on a BIM-Based Dynamo Algorithm for Analyzing the Power Generation Performance of Vertically Oriented East-West Facing Photovoltaic Systems

본 논문은 BIM(Building Information Modeling) 환경에서 Dynamo 기반 시각적 프로그래밍을 활용하여 수직 동 ∙ 서향 양면형 태양광발전 어레이의 발전량을 정량적으로 분석하는 알고리즘을 제안한다. 기존 남향 경사형 태양광발전시스템은 정오 시간대에 발전량이 집중되는 특성으로 인해 전력수요 곡선과의 불일치(Intermittency)가 발생하며, 계통운영 측면에서 한계를 가진다. 이에 비해 수직 동 ∙ 서향 양면형 모듈은 오전과 오후 시간대의 발전량을 분산 확보할 수 있어 피크 완화 및 전력계통 안정성 측면에서 유리하다. 본 연구에서는 BIM 좌표 기반의 정밀한 음영 분석과 Dynamo 자동화 알고리즘을 통합하여 모듈 규격, 어레이 간격, 설치 높이 및 방위각 변화를 반영하였다. 부분 음영에 따른 출력저감은 셀·서브스트링 구조와 바이패스 다이오드 동작을 고려한 I–V 선형 모델로 산정하였으며, 알베도 0.7 조건의 후면 반사 이득을 함께 반영하였다. 시뮬레이션 결과, 어레이 간격이 증가할수록 행간 음영 손실은 감소하였고, 6 m 이상에서 모듈 단위 발전 효율이 안정화되는 경향을 확인하였다. 제안된 BIM–Dynamo 기반 프레임워크는 수직 양면형 PV 시스템의 설계 초기 단계에서 배치 대안 비교와 음영 ∙ 발전량 검토를 정량적으로 지원하는 효과적인 도구로 활용될 수 있으며, 향후 실증 데이터 검증과 경제성 ∙ 구조 안정성 분석을 통합한 확장 연구가 요구된다.