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As the deployment of building-integrated photovoltaics (BIPV) continues to expand, ensuring the reliability of simulation tools used to predict the performance of modules with diverse optical and material characteristics has become increasingly important. In this study, we evaluated the accuracy of the System Advisor Model (SAM) in reproducing the actual operating performance of colored façade-integrated BIPV modules manufactured using ceramic ink dot-pattern technology. A 3.31 kWp façade BIPV subsystem connected to a 3.5 kW inverter at the Asan Youth Library in South Korea was monitored from October 2023 to March 2024. Frequent inverter clipping occurred during periods of high irradiance because the site’s operational constraints prohibited exporting power to the grid. Thus, the subsystem was especially suitable for a detailed performance evaluation. The monitored results showed a total power generation of 1,153 kWh (DC) and 1,107 kWh (AC), with an average module back- surface temperature of 15.3 °C. SAM predicted the annual energy yield with relatively low bias (with a normalized mean bias error (nMBE) = +3.4% for DC and –2.7% for AC) and exhibited a reasonable long-term agreement with the measurements. However, short-term prediction accuracy was limited, as reflected by the high normalized root mean square error (nRMSE) values of 26.4% (DC) and 32.4% (AC). These deviations indicate that the unique optical and thermal characteristics of ceramic dot-pattern colored modules, such as variations in spectral transmittance, non-uniform optical losses, and constrained façade ventilation, are not fully captured by SAM’s standard PV performance and temperature models. Thus, this study provides one of the first real-building validations of the SAM for colored façade-integrated BIPV systems in South Korea. These findings highlight the need for improved optical and thermal modeling, as well as module-specific correction factors, to enhance the accuracy of simulations for practical applications of colored BIPV systems. The results also serve as a valuable reference for the future design, modeling, and performance prediction of colored BIPV systems.

권호기사

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
건물형 태양광 실증(Mock-up)을 통한 색상 및 단열재 적용에 따른 발전 성능 비교 분석 = Experimental analysis of power generation performance of BIPV mock-up systems considering color and thermal insulation conditions 류의환, 김규진, 김덕성, 정정호, 김민제, 최정진, 이승준 p. 1-10
공기식 태양열 집열기 내 사분원 저항체 설치 조건에 따른 대류 열전달 및 압력강하 특성 분석 = Analysis of convective heat transfer and pressure drop characteristics with various installation conditions of a quarter-circle obstacle in an air-based solar collector 정현석, 안건용, 최태환, 문광암, 안병화, 최휘웅 p. 11-24
인버터 데이터와 분류 모델을 이용한 태양광 어레이 고장진단 = Fault diagnosis of photovoltaic arrays using inverter data and classification models 신우균, 주영철, 황혜미, 이진석, 권영서, 김창준, 고석환 p. 25-35
분광 선택적 역설계를 통한 무고분자 다층 투명 복사 냉각기 = Polymer-free multilayer visibly transparent radiative cooler via spectrally selective inverse design 이대종, 백찬수 p. 37-45
산업단지 적용 태양광 발전 시스템 성능 분석 = Performance analysis of PV systems applied to industrial complex 오원욱, 최진호 p. 47-53
산업단지 RE100을 위한 PV-ESS 연계 시스템의 에너지 자가 소비율 및 자립율 분석 = Analysis of energy self-consumption ratio and self-sufficiency ratio in PV-ESS integrated systems for industrial park RE100 안영섭, 김범주, 전병기, 김민휘, 주홍진, 황혜미, 김대환, 김종규 p. 55-69
저탄소 태양광 모듈을 위한 비불소계 투명 백시트 = Fluorine-free transparent backsheets for low-carbon footprint photovoltaic modules 권다영, 박예랑, 한재익, 박노창, 배수현, 김경수, 어영주, 강기환, 이용환 p. 71-79
기후대별 건물 에너지 주요 파라미터의 민감도 분석 = Sensitivity analysis of parameters affecting building energy consumption across climate zones 이유진, 이유빈, 최미정, 신대욱 p. 81-91
산업공정용 열공급을 위한 태양열 융합 열공급 및 스마트 O&M 시스템 = Solar integrated heat supply and smart O&M system for industrial process heat supply 김덕근, 김윤수, 윤용수, 홍희기, 송재만 p. 93-105
BIPV 모듈의 장수명 평가 프로세스 수립을 위한 방법론 연구 = Methodology for establishing a long-term durability evaluation process for building-integrated photovoltaic (BIPV) modules 전무이, 주창기, 조성대, 황수현, 김윤환 p. 107-116
Modeling and simulation of a thermal network using power-to-heat equipment for building clusters = 전력-열 변환(P2H) 기기 이용 건물군 열 네트워크의 모델링 및 시뮬레이션 Muhammad Farooq, Kwon Si-eun, Lim Byung-Ju, Cho Sung-Hoon, Lee Ga-Ram, Park Chang-Dae p. 117-131
공동주택 건축물 에너지효율등급 분석평가 = Evaluation analysis of building energy efficiency rating for apartment complexes 김지현, 최현식, 신우철 p. 133-148
컬러 BIPV 외벽 시스템의 전기·온도 성능 실측 및 SAM 기반 예측 정확도 평가 = Evaluation of electrical and thermal prediction accuracy for a colored BIPV facade using the system advisor model (SAM) 김진희, 김상명, 김하영, 정수빈, 김준태 p. 149-164
추력계수와 난류강도 변화에 따른 듀얼로터 풍력터빈 후류 특성 비교 연구 = Comparative study on wake characteristics of dual-rotor wind turbines under varying thrust coefficient and turbulence intensity 김현규, 허치훈, 고동규 p. 165-181
광역지자체 건물부문 신재생 에너지 보급 계획의 전기화 기여도 평가 = Evaluating the contribution of metropolitan governments' renewable energy deployment plans to building electrification : implications for achieving the 2035 NDC target : 2035 NDC 목표 달성 가능성을 중심으로 신혜리 p. 183-195
동서형 태양광의 경사각 및 설치형태에 따른 발전특성과 피크 분산효과 실증 분석 = Empirical analysis of power generation and peak-dispersion characteristics of east-west oriented PV systems 정승환, 김유리, 유정희, 심훈 p. 197-209

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