As primary source for energy generation, consumption of fossil fuel has steadily increased along with growing demand for the energy. As a result, potential risks concerning environmental issues have surfaced due to high amount of carbon dioxide occurred during process of burning fossil fuel. To mitigate the growing concerns for the environment, renewable energy resources are introduced for their eco-friendly process and sustainability. Especially, consumption of solar energy has noticeably increased over past 10 years. However, its penetration into power system and market has brought new issues to those involved. Mainly, their issues originate from large uncertainty of photovoltaic energy generation. Since photovoltaic energy are generated based on sunlight exposed on solar panel, its generation largely depend on weather condition around the panel. In recent studies, they take advantage of weather forecast to predict future generation of photovoltaic energy otherwise utilize past data of the generation for the prediction. However, their approaches are limited in that their consideration for local weather condition are excluded. Therefore, in this paper, local weather information are incorporated with meteorological information from weather station for the prediction. As local weather information are not available from weather forecast, this paper initially proposes a method to extract the local information from weather forecast. Then, prediction of photovoltaic energy generation are proposed using combination of the extracted local data with weather forecast. The simulation result using real world data shows that the proposed method of photovoltaic energy prediction achieves 18% reduction of error rate compared to conventional approach that only depend on meteorological information in weather forecast.
에너지 발전의 주 연료로써 사용되는 화석연료의 소비량은 에너지 소비의 증가에 따라 점진적으로 증가하고 있는 추세를 보인다. 결과적으로, 에너지 발전 과정에서 발생하는 이산화탄소 발생량의 증가로 인해 환경에 미칠 수 있는 위험 요소에 대한 문제들이 제기되고 있다. 이러한 환경문제에 대한 요소를 감축하기 위하여 화석연료의 부분적인 대체제로서, 친환경적이고 고갈의 위험이 적은 신재생에너지가 사용된다. 그 중에서도, 태양광 발전량의 소비가 매년 크게 증가하고 있다. 하지만, 태양광 발전사업이 전력 시스템 및 전력 시장에 도입하게 됨에 따라 해당 관계자들에게 새로운 문제들을 발생한다. 이 문제들의 근본적인 문제는 태양광 발전량의 불확실성에서 비롯된다. 태양광 발전량은 태양광 패널에 입사하는 태양광에 크게 의존하는 만큼 그 주변 환경에 따라 발전량은 크게 달라진다. 최근 연구에서는 기상청에서 제공하는 기상 데이터를 토대로 태양광 발전량을 예측한다. 기상 데이터가 유효하지 않은 경우에는 과거 태양광 발전량을 토대로 추후에 발생할 발전량을 예측한다. 하지만, 이러한 방식은 태양광 발전기가 위치한 현지 날씨를 고려하지 않는다는 점에서 한계를 가진다. 본 연구에서는 현지 날씨에 대한 데이터와 기상 데이터를 토대로 다음 날 태양광 발전량을 예측하는 방법을 제시한다. 우선, 기상 데이터와는 다르게 다음 날에 대한 현지 날씨 데이터는 유효하지 않으므로, 기상 데이터로부터 다음 날의 현지 날씨를 예측하는 방법을 제시한다. 그 다음으로는 예측된 현지 데이터를 기상 데이터와 함께 사용하여 다음 날 태양광 발전량을 예측하는 방법을 제시한다. 실제 데이터를 사용한 실험 결과를 통하여, 본 연구에서 제시하는 태양광 발전량 예측 정확도는 기존의 기상 데이터에만 의존하는 태양광 발전량 예측보다 18% 낮은 오차율을 보인다.
