남아프리카공화국의 엔지니어링 컨설팅 회사 Zutari(주타리)는 유니티의 실시간 3D 개발 플랫폼을 활용하여 대규모 태양광 발전(PV) 프로젝트를 자동화하고, 설계 아이디어 개발에 필요한 시간과 비용을 절감했다. ■ 자료 제공 : 유니티코리아

Zutari의 목표는 실질적으로 아프리카 전역의 환경, 지역 사회, 경제 융성을 지원할 수 있는 혁신적인 엔지니어링 솔루션을 공동으로 개발하는 것이다. Zutari의 핵심 전문 영역은 수력, 태양광, 하이브리드, 저장 에너지, 풍력 등의 지속 가능한 에너지 솔루션으로, 지역에 따른 고유한 요구 사항과 지형, 제약에 맞는 적절한 솔루션을 제공하기 위해 노력하고 있다. 이를 위해 시각화 팀을 비롯해 Zutari는 프로젝트 수명 주기 전반에서 신기술을 적극 도입했다.

Zutari 인터랙티브 시각화 부문 전문 기술 리더 머레이 워커는 “Zutari는 스토리텔링과 창의적 기술을 함께 활용하여 주요 인프라와 건축 환경 프로젝트의 비전에 대해 한층 원활하게 소통할 수 있는 생생한 인터랙티브 프로젝트 경험을 제작하고 있다”고 말했다.

Zutari에서 활용하는 신기술의 중심에는 유니티의 실시간 3D 개발 플랫폼이 있다. Zutari는 유니티 엔진을 사용하여 남아프리카공화국의 대규모 태양광 프로젝트의 설계, 제작 및 운영 방식을 바꾸고 있다.

태양광 추적 및 그림자 계산

▲ Zutari PV Sun Tracking 영상

태양광 프로젝트는 상당한 노력을 필요로 한다. 현장에 따라 규모가 112 제곱마일에 달하기도 하는데, 이는 샌프란시스코보다 약 2.5배 더 넓은 크기이다. 전체 현장을 유니티로 가져오기 위해, 프로젝트를 익스포트한 다음 3D 모델을 생성하고 각 컴포넌트에 대해 좌표를 추가했다. 또한 생생한 인터랙티브 가상 환경을 구축하기 위해 오토데스크 레빗과 오토캐드 모델을 유니티로 가져왔다.

각 태양광 패널이 최대한 많은 양의 햇빛을 에너지로 전환할 수 있도록 하려면 프로젝트 현장을 고려하여 올바른 위치에 패널을 배치해야 한다. 브라질, 말라위, 캐나다 등 모든 현장은 저마다 다른 특징을 가지고 있으며 나름대로의 어려움이 존재한다.

Zutari는 유니티를 사용하여 각 태양광 패널에 대해 태양광을 추적하고 그림자의 영향을 고려할 수 있다. 예를 들어 일일 또는 연중 특정 시기에 패널이 서로 지나치게 가깝게 위치하여 그늘이 생기는지 여부를 확인할 수 있다. 이러한 현상은 여름과 겨울에 서로 달라진다.  

지형도 중요한 요소로 작용하며 그림자가 지는 문제를 한층 까다롭게 만든다. 지리적 위치로 인해 패널을 계획대로 배치하지 못할 수도 있다. 태양광 추적과 그림자 계산을 통해 Zutari는 태양광 현장을 최적화하고 최대한 많은 패널을 설치하여 에너지 출력을 높일 수 있다. 이러한 문제에 대해서는 기존의 엔지니어링 및 설계 도구를 사용하여 해결하는 것이 일반적이었으나, 이제 Zutari의 엔지니어들은 몰입도 높은 시각화 기능을 활용함으로써 연중 어떤 조건에서도 설계 결정이 미치는 영향을 신속하게 검토할 수 있다.

더 편리해진 건축 모니터링

▲ Zutari PV Construction Monitoring 영상

건축 모니터링은 컴포넌트의 설치 시점과 설치 위치에 대한 일정을 결정하는데 도움을 준다. 유니티를 활용하면 개발자는 여러 이해관계자가 동시에 액세스할 수 있는 가상 모델을 통해 프로젝트 수명 주기의 다양한 단계 전반에 걸쳐 현장에서 발생하는 일을 검토할 수 있다.

Zutari는 건설 단계마다 촬영한 드론 영상을 활용하여 진행 상황을 면밀히 추적한다. 드론 영상은 이후 가상 현실 내의 적절한 위치에 오브젝트를 배치할 때 사용되며 업데이트된 시각화 정보가 클라이언트에게 매주 전송된다. 이를 통해 클라이언트는 진행 상황에 대한 인터랙티브 보고서를 받아볼 수 있고, 진행 과정 전반에서 현장을 가상으로 ‘실사’할 수 있으며, 지불한 비용에 맞게 건축이 진행되는지 확인할 수 있다. Zutari는 이러한 과정을 더 개선할 수 있는 방법을 계속해서 모색하고 있다.

머레이 워커는 “Zutari의 목표는 유니티를 사용하여 현장의 완료 상황을 파악할 수 있도록 머신러닝 알고리즘을 학습시키는 것”이라며, “드론을 사용하여 설치된 기둥과 덤불을 자동으로 구분하고 현장의 완료 상황을 정확하게 계산할 수 있게 된다”고 설명했다.

내부 태양광 발전 설계 솔루션

▲ Zutari AutoPV 영상

설계를 한층 개선하기 위해 Zutari는 유니티와 AutoPV를 함께 사용한다. AutoPV는 Zutari 설계 엔지니어들이 개발한 전산 설계 솔루션으로, 대형 설비 규모 태양광 발전 시설의 설계 프로세스를 자동화하는데 사용된다.

태양광 설계 프로세스는 많은 노력과 시간을 요구하며, 대형 설비 규모 프로젝트의 경우 몇 주에서 몇 달이 걸리기도 한다. 경로 설정, 길이, 케이블 규격 및 각 시설의 전력 변환 장치와 접합 박스의 위치를 최적화하려면 많은 반복 작업을 거쳐야 한다. 이러한 경로와 위치, 엔지니어링 파라미터를 직접 계산하는 것은 매우 복잡한 작업이며 아주 작은 오류라도 발생하는 경우 계획에 차질이 생기고 재작업으로 이어질 수 있다. 

AutoPV를 활용하면 케이블과 전력 변환 장치 레이아웃, 그리고 엔지니어링 파라미터를 몇 초만에 자동으로 계산할 수 있다. 이를 통해 프로젝트 개발 초기 단계부터 설계 수준의 재료표, 장비 일정, 케이블 손실, 그리고 기타 상세 엔지니어링 파라미터를 즉시 확인할 수 있다.  유니티를 통해 구현되는 AutoPV의 역량을 활용하여 Zutari의 엔지니어와 클라이언트는 원하는 만큼 설계를 시각화하고, 검토하고, 최적화할 수 있다. 이는 전체 설계에 소요되는 시간이 길어 현재 실현 불가능한 과제이다. 또한 유니티의 고급 시각화는 풍부한 머티리얼을 제공하므로 개발 초기 단계에서부터 다른 이해관계자와 구체적으로 상호작용할 수 있다.

▲ Zutari creative technology and interactive visualisation 영상

더 많은 Unity 사용 사례

Zutari는 풍력 터빈 설계와 건축, 자재 운송을 위한 트럭 물류 등 비즈니스 전반에서 유니티를 다양하게 활용하고 있다. 또한 고전압 전기 장비 및 설치 작업자를 사무실에서 안전하게 교육하기 위한 가상 현실(VR) 솔루션도 활발하게 개발하고 있다. 이러한 교육 솔루션은 작업자와 건축업자 교육의 미래에 중대한 영향을 미칠 것으로 기대된다.

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