태양광 발전량 계산식과 발전효율(2025 업데이트)
이 글은 태양광 시스템의 기본 계산식(정격출력 기반, 면적·일사량 기반), 발전효율 지표(모듈효율, 성능비, 용량계수 등)를 실무에서 바로 활용할 수 있도록 정리했습니다.
1. 기본 변수 정의
P_rated: 모듈 또는 시스템 정격출력 (kW, STC 기준)H: 일사량(평균 일일 태양광 유효시간) 또는 표준 일사에너지 (kWh/m²·day 또는 kWh/kW·day)A: 패널 면적 (m²)η_module: 모듈 변환효율 (단위: %)PR: 성능비 (Performance Ratio, 단위 없음, 일반적으로 0.75~0.90)E_ac: 실제 연/월/일 발전량 (kWh)
2. 발전량(출력) 기본식 — 정격출력 기준
실제 발전량을 간단히 추정할 때 자주 쓰이는 공식:
E = P_rated × H × PR여기서 P_rated는 kW, H는 하루 기준 유효 일사시간(kWh/kW·day 또는 peak sun hours), E는 하루 발전량(kWh/day).
3. 면적·일사량 기반 계산식
패널 면적과 일사에너지를 알고 있을 때:
E = G × A × η_module × PR여기서 G는 해당 기간의 누적 일사에너지(kWh/m²), A는 유효 패널면적(m²). 예: 하루 G=4.5 kWh/m², A=20 m², η=18%(0.18), PR=0.80이면
E = 4.5 × 20 × 0.18 × 0.80 = 12.96 kWh/day4. 모듈 효율 계산식
η_module = P_max / (A × 1000 W/m²)예: 모듈 P_max=360 W, 면적 A=1.7 m² → η = 360 / (1.7×1000) = 0.2118 = 21.18%
5. 성능비(PR)와 용량계수(Capacity Factor)
성능비(PR) = 실사용 AC 에너지 / (설치정격(kW) × 동일기간의 전체 표준일사량(H))
PR = E_ac / (P_rated × H_total)용량계수은 발전설비가 이론상 최대(정격연속운전) 대비 실제 얼마나 생산했는지 나타냄:
Capacity Factor = E_actual (kWh) / (P_rated (kW) × 기간시간 (h))6. 손실요인(설명) — PR에 포함시켜야 할 값들
| 손실유형 | 대표영향 |
|---|---|
| 온도(온도계수) | 고온에서 출력 저하 |
| 인버터 효율 | DC→AC 변환 손실 |
| 배선/접속 손실 | 케이블, 접속부 저항 |
| 그늘/오염(soiling) | 패널 표면 차광 또는 더러움 |
| 성능저하(노화) | 연간 수%의 저하 |
7. 실무 예제 — 월별 예측 (간단)
6000 W (6 kW) 시스템, 지역 평균 H_month = 120 kWh/kW·month, PR=0.78이면
E_month = 6 × 120 × 0.78 = 561.6 kWh/month8. 요약 & 실무 팁
- 초기 추정:
E = P_rated × H × PR를 사용하되, PR은 현장 조건(온도, 인버터, 오염)을 고려해 0.7~0.9로 설정. - 정밀 설계: 일사 데이터(월별 G), 모듈온도계수, 인버터곡선, 그림자 분석을 반영해 면적 기반 공식으로 계산.
- 모듈 효율 표기는 항상 STC 기반이므로 실제 현장 온도·방향·기울기 보정을 적용해야 합니다.
참고: 본 글은 2025년 기준의 일반적 계산 방법을 정리한 것입니다. 현장 설계·계약용 계산은 실측 일사량과 제조사 제공 성능 데이터를 사용해 상세히 진행하세요.