도시 디지털 트윈 활용 사례로서의 대규모 태양광 잠재력 분석

태양 복사는 PV 패널을 통한 에너지 수확, 겨울철 건물의 수동 난방, 여름철 에어컨 냉방 부하 및 도시 미기후와 같이 도시 생활의 다양한 측면에 영향을 미친다. 도시 디지털 트윈 및 3D 도시 모델은 도시 계획 과정에서 태양 연구를 지원하고 데이터 기반 의사 결정 지원에 유용한 통찰을 제공할 수 있다. 본 연구는 산악 지역의 큰 그림자 맥락을 고려한 원격 감지 데이터와 3D 벡터 건물 데이터를 이용하여 소피아 시 단위의 태양 복사 조사량 계산을 검토한다. 건물 윤곽과 지형은 GIS를 사용해 전처리한다. 태양 복사 계산은 도시 규모의 3D CAD에서 광선 추적 알고리즘을 사용한다. 성능 평가를 위해 각각 도시 및 구 단위 두 가지 경우가 고려되었다. 시뮬레이션을 위한 메시의 총 면 수는 약 2,000,000면이었다. 도시 전체의 64,379개 지붕과 한 구의 4,796개 건물이 선택되었다. 모든 계산은 일괄 처리로 수행되었으며 3D 웹 플랫폼에 시각화되었다. 3D CAD 환경을 사용하면 3D 모델과 시뮬레이션 업데이트 과정이 원활해지고, GIS를 통한 전처리는 대규모 데이터셋 작업을 보장한다. 제안된 방법은 두 경우 모두에서 적당한 계산 시간을 보여주었으며, 향후 반사 복사 및 조밀한 사진측량 메시를 포함하도록 확장될 수 있다.