내구성을 높이기 위해 태양광 패널에 '바람과 춤추는' 방법을 '교육'

새로운 프레임워크는 태양광 패널이 '바람과 함께 춤추도록' 가르치는 것과 비슷하며, 강한 바람 조건에서도 에너지 생산을 보장하면서 손상을 최소화합니다.

프랑스 소피아 앙티폴리스에 있는 PLS 대학 재료공학 센터의 연구원들은 태양광 패널을 혹독한 기상 조건으로부터 보호하는 새로운 접근 방식을 제안했습니다.

Physics of Fluids 저널에 게재된 "강풍 조건에서 태양광 패널 기울기 각도를 최적화하기 위한 머신 러닝과 계산 유체 역학의 결합"이라는 제목의 과학 논문은 현재 강풍 조건에서 패널을 안전한 위치에 배치하는 최적의 방법은 없다고 지적합니다.

기존 방식에서는 풍속이 일정 수준에 도달하면 패널을 지면과 평행하게 배치해야 하는 경우가 많았습니다. 어떤 경우에는 효과적이지만, 이 접근 방식은 패널이 에너지를 생산할 수 없고 가장 높은 풍속에도 보호되지 않습니다.

이 팀의 새로운 프레임워크는 점점 더 인기를 얻고 있는 태양 추적 액추에이터를 사용하여 패널이 태양에 대한 최적의 각도를 조정하여 전기를 계속 생산할 수 있도록 해줍니다.

이 방법은 고급 바람 시뮬레이션과 머신 러닝을 결합하여 강풍 속에서 각 패널의 각도를 최적화합니다.

보고서 저자인 엘리 하켐(Elie Hachem)은 "첨단 유체 역학과 인공지능을 결합함으로써 우리는 풍력 위험에 창의적으로 대처하고 재생 에너지 시스템의 회복력을 높이는 방법을 찾았습니다."라고 말했습니다.

이전 접근 방식과 달리 이 새로운 프레임워크는 패널을 독립적인 "의사결정자"로 보고 바람의 영향을 완화하기 위한 데이터 기반 솔루션을 제공합니다.

엘리 하켐은 "마치 패널에 '바람과 함께 춤을 추는' 방법을 가르치는 것과 같습니다. 강풍에서도 전력 출력을 보호하면서 손상을 최소화하는 거죠."라고 덧붙였습니다.

연구팀은 찢어짐, 진동, 재료 피로 등 다양한 손상 위험에 대해 프레임워크를 테스트했습니다. 연구 결과에 따르면, 새로운 방법은 지상에 설치된 6개의 태양광 패널을 이용해 시속 50km의 바람 속에서 2차원 및 3차원 모델 모두의 공기 역학적 응력을 최소화하는 것으로 나타났습니다. 이 방법은 기존의 보호 방법보다 수십 퍼센트 더 뛰어난 성능을 발휘합니다.

연구팀은 인공지능과 시행착오를 통해 시스템이 강풍 조건에서 대규모 태양광 패널을 관리하는 혁신적인 솔루션을 찾는 동시에 기술적, 실무적 경험을 효과적으로 보완할 수 있기를 바라고 있습니다.

이러한 접근 방식은 기존 접근 방식에 도전할 뿐만 아니라 실제 회복력을 높이는 유연하고 광범위하게 적용 가능한 솔루션을 제공합니다.

(PV-Magazine에 따르면)