이탈리아 토리노 공과대학교 연구진이 주도한 연구팀은 에너지 공동체에 사용되는 태양광 발전 시스템의 최적 방향과 경사각을 조사한 결과, 동서 방향으로 설치된 시스템이 남향으로 설치된 시스템보다 더 높은 공유 에너지 가치를 제공한다는 사실을 발견했습니다.

동서 방향 배치는 태양 복사량이 적은 고위도 지역에 더 적합하다고 일반적으로 여겨지며, 하루 중 가장 이른 시간과 가장 늦은 시간에 햇빛을 활용할 수 있게 해줍니다. 하지만 이러한 프로젝트는 열대 지역이나 상업용 건물 옥상처럼 사용 가능한 면적이 제한적인 지역에서도 이상적인 해결책이 될 수 있습니다.

첫째, 동서 방향으로 설치된 태양광 패널은 기존의 남향 설치 방식에 비해 하루 종일 더욱 안정적이고 일관된 전력 생산량을 제공합니다. 또한, 정오 무렵의 전력 피크를 줄이고 이른 아침과 늦은 오후 시간대에도 태양광 발전 시간을 연장하여, 태양광 패널이 일출부터 일몰까지 지속적으로 전력을 생산할 수 있도록 합니다. 이러한 특징 덕분에 전력망 운영자들은 하루 종일 더욱 고르게 전력을 공급할 수 있어 동서 방향 시스템을 선호합니다. 또한, 가정에서 집에 머무는 시간이 더 많은 오후 시간대에 자가 소비를 장려하는 효과도 있습니다.

또한, 동서 방향으로 설치하면 태양광 패널 열 사이에 그림자가 생기지 않습니다. 반면, 남쪽을 향하게 설치된 태양광 패널은 앞쪽 열의 그림자가 뒤쪽 열에 드리워집니다. 세 번째로, 동서 방향으로 설치하면 태양광 패널을 더욱 촘촘하게 배치하여 제곱미터당 에너지 생산 밀도를 높일 수 있습니다. 이는 특히 작은 지붕에 적합하며, 이 시스템을 통해 제곱미터당 최대 30%까지 에너지 생산 밀도를 높일 수 있습니다.

또 다른 주목할 만한 장점은 바람에 대한 내성이 훨씬 뛰어나다는 점입니다. 15도의 경사각과 동서 방향 설치는 남향 설치에 비해 풍압을 크게 줄여 북풍에 대한 취약성을 최소화합니다. 이러한 장점 덕분에 바람에 노출되는 면적이 줄어들어 동서 방향 태양광 시스템은 패널을 지붕에 고정하는 데 필요한 균형추의 양이 훨씬 적습니다. 따라서 지붕의 강도가 약하거나 다른 설비가 설치된 지붕에도 설치할 수 있습니다.

분석 결과, 남향 태양광 발전 시스템을 사용하는 시뮬레이션 공동체가 더 높은 에너지 생산량을 달성할 수 있지만, 동서 방향 배열을 기반으로 하는 공동체는 공유 에너지 가치가 더 높다는 장점이 있는 것으로 나타났습니다. 연구진은 이러한 이점이 이른 아침과 늦은 오후 시간대에 수요와 태양광 발전량 간의 동기화가 더 잘 이루어지기 때문이라고 설명했습니다. "공동체 내에서 자체적으로 소비하는 에너지는 남향 태양광 발전 시스템을 사용할 경우 가장 높은 값을 나타내지만, 계통에 대한 최대 전력 유입량은 증가합니다."라고 연구진은 덧붙였습니다. "이는 이탈리아처럼 공동체 내에서 공유되는 에너지의 절대적인 양을 명시적으로 장려하는 맥락에서 중요한 측면입니다."

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