• 제목/요약/키워드: 풍력 에너지 밀도

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기상풍황자료 통계적 분석을 통한 한국형 해상풍력터빈 설치지점 선정 최적화 연구 (Numerical Optimization of Foundation place for Domestic Offshore Wind Turbine by using Statistical Models for Wind Data Analysis)

  • 이기학;전상욱;구요천;박경현;이동호
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.404-408
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    • 2007
  • 현재 국내에서 운용중인 풍력발전시스템은 국내 풍력자원에 대한 정확한 정보의 부재와 국내 풍황에 맞지 않는 국외 모델을 그대로 운용하는 등의 몇 가지 문제를 드러내었다. 본 연구의 목적은 국내 연안의 해상에서 한국형 해상풍력터빈을 설치하기 위한 잠재적 최적위치와 풍황자료 산출 최적화 알고리즘을 구현하는 것이다. 최적화 알고리즘은 얕은 수심 분포와 연안에서의 거리를 제약조건으로 하고 최대 에너지밀도를 가진 지점을 구하는 것으로 정식화하였다. 풍황자료 산출을 위해서 국내 연안의 해상 풍황자료를 포함하는 기상풍황자료를 통계적 모델로 분석하여 바람지도를 작성하였다. 이 바람지도를 이용하여 지질 통계학 분야의 관측기법인 크리깅 모델을 구성하고, 전역최적화기법인 유전자알고리즘을 이용하여 제약조건을 만족하는 최대에너지밀도값과 그 위치를 도출하였다. 수치최적화 결과 우리나라 풍력 자원의 대략적인 잠재량과 현황파악이 가능하였고, 해상풍력발전단지가 조성 가능한 개략적인 위치를 예측할 수 있었다.

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기후변화 시나리오를 활용한 한반도 미래 풍력에너지의 시공간적 변동성 전망 (Spatio-temporal variability of future wind energy over the Korean Peninsular using Climate Change Scenarios)

  • 김유미;임윤진;이현경;최병철
    • 대한지리학회지
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    • 제49권6호
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    • pp.833-848
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    • 2014
  • 풍력발전단지의 신규 개발과 안정적인 운영 계획 수립을 위해 기후변화에 따른 미래 풍력에너지의 변동성 정보를 파악하는 것이 필요하다. 본 연구는 IPCC 5차 보고서에서 새롭게 도입된 대표농도경로(Representative Concentration Pathway)를 적용한 기후변화 시나리오 자료를 활용하여 2006년부터 2040년까지의 가까운 미래에 대한 풍력에너지(풍력에너지밀도와 잠재전력생산량)의 시 공간적 변동성을 분석하고자 한다. 사용된 기후변화 시나리오는 지역기후모델 HadGEM3-RA를 이용해 생산된 RCP2.6과 8.5자료이다. 시나리오 생산의 기반이 된 지역기후모델을 과거기간에 대하여 ECMWF의 ERA-interim 재분석자료와 비교분석한 결과, 지역 기후모델은 풍력에너지를 육지에서는 과소, 바다에서는 과대 모의하였다. 그리고 변동성 역시 육지에서 과소, 바다에서는 과대 모의하였다. 미래 풍력에너지는 RCP 시나리오별로 다소 차이가 나타나지만 육지에서 증가, 바다에서는 감소할 것으로 예측되었으며 고도가 높은 산지 및 해안지역에서 미래 풍력에너지의 변동성이 증가할 것으로 분석되었다. 지역별 풍력에너지밀도 분석결과 제주에서 크게 증가할 것으로 예상되었으며 변동성도 크게 증가하였다. 미래 풍력에너지의 변동은 주변 기상장의 변화와 연관 지어 해석이 가능하였으나 큰 변동성으로 인한 불확실성이 증가할 것으로 판단할 수 있다. 본 연구를 통해서 분석된 결과는 미래 에너지 수급 및 활용계획 수립에 있어 기초자료로 활용될 수 있으리라 판단한다.

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풍력 에너지 자원 조사에 관한 연구 (Estimating wind power energy resource of the different regions in Korea)

  • 백이;김영중;강금춘;유영선;윤진하
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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    • pp.145-150
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    • 2002
  • 본 연구는 국내에서의 지역별 풍력자원을 조사하여 자연에너지인 풍력을 활용하고자 기상청의 기상 관측소 자료를 이용하여 분석하였던 바, 다음과 같이 요약 할 수 있다. 가. 평균풍속의 분포를 보면 제주고층이 10.8m/s로 가장 높았고, 순천이 0.6m/s로 가장적게 나타난 것으로 일반적으로 해안가나 내륙고산지대에서 높은 풍속을 보였다. 나. 풍속지속시간을 보면 대부분의 지역에서 3.0m/s 이상, 연간 5,000시간이상으로 나타나 풍력의 이용가능성을 알 수 있었다. 다. 풍력 에너지 밀도는 인천 142kWh/m$^3$, 제주도 400kWh/m$^3$, 대관령 280kWh/m$^3$, 울릉도 140kWh/m$^3$, 목포 200kWh/m$^3$및 군산 180kWh/m$^3$높게 나타났다.

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고공 풍력발전 기술개발 현황 (Technology Development Trends for High Altitude Wind Power Genration)

  • 김석우;김현구
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.19-24
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    • 2010
  • At the altitudes above 3km, the wind is three to four time faster and less variable than at the current MW sized wind turbine hub height of around 100m. In addition, power generation from wind turbines installed on the ground is intermittent because local wind conditions are affected by local topography and artificial structures. The wind energy researchers and engineers are now looking for revolutionary ideas to utilize high altitude wind resources in-creasing the capabilities of wind turbine installations. This article presents and discusses several concepts for wind energy exploitation from wind at high altitudes. The concepts presented in this paper make use of lifting bodies, called wings or kites, connected to a tether that stetches into the higher regions of the atmosphere.

기상 관측자료를 이용한 새만금 일대의 실증단지 적합성 분석 (Feasibility Study of Wind Turbine Test Site around Saemangeum Region by using Meteorological Observation Data)

  • 장재경;이교열;유기완
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.181.1-181.1
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    • 2010
  • 풍력터빈에서 전력생산량은 속도의 세제곱에 따라 바람의 속도에 크게 영향 받는다. 본 연구에서는 기상청에서 제공하는 새만금 인근 해안의 2005부터 2007년까지의 AWS(지역별 관측자료)와 해양에서 떨어진 새만금 서해의 2000년부터 2009년까지 QuikSCAT위성 데이터를 이용하여 속도에 따른 확률 밀도 분포를 획득하였다. 측정된 관측 데이터는 80m 높이에서의 보정 자료를 근거로 하였으며, IEC 61400-12와 13을 근거로 실증단지 적합성에 대한 분석을 하였다.

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제주 연안지역 주변의 잠재 풍력에너지 평가 (Assessment of Wind Energy Potential around Jeju Coastal Area)

  • 김남형;진정운
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권6B호
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    • pp.617-625
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    • 2010
  • 풍속의 세제곱에 비례하는 풍력발전기의 전기발전량을 효과적으로 증대시키기 위해서는, 풍속이 강한 부지 선정이 중요하다. 일반적으로 내륙지역보다 풍속이 강한 연안지역에 풍력발전기를 설치하는 것이 바람직하다. 또, 해상풍력개발은 풍력발전기의 중요한 단점 중 하나인 소음 문제를 해결할 수 있는 방법으로 기대된다. 풍력개발 사업을 실행하는 과정에서, 어떤 지역의 풍력발전 가능성을 미리 파악하는 것은 풍력발전의 최적지를 선정하는데 있어서 중요한 요소들 중 하나이다. 본 연구는 기상청이 10년간 관측한 제주도 14개 지역의 풍향 및 풍속데이터를 가지고 제주 연안지역의 풍력발전 가능성에 대해 검토하였다. 풍력발전기의 설치높이를 80 m로 가정하고 풍속데이터를 보정하였으며, 이 값을 가지고 풍력에너지 밀도와 연간 풍력에너지량을 산출하였다. 그리고 모든 관측지점의 연간 전기발전량과 에너지취득률은 3,000 KW 풍력발전기에 관한 정보를 이용하여 산출되었다.

제주 남동부 지역을 대상으로 한 WindPRO의 발전량 예측에 관한 연구 (Study on the Power Performance on WindPRO Prediction in the Southeast Region of Jeju Island)

  • 현승건;김건훈;허종철
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.184.1-184.1
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    • 2010
  • In order to research the way to evaluate wind resource without actual Met Mast data, this paper has been carried out on the southeastern region of Jeju island, Korea. Although wind turbine has been an economical alternative energy resource, misjudging the prediction of lifetime or payback period occurs because of the inaccurate assessment of wind resource and the location of wind turbine. Using WindPRO(Ver. 2.7), a software for wind farm design developed by EMD from Denmark, wind resources for the southeastern region of Jeju island was analyzed, and the performance of WindPRO prediction was evaluated in detail. Met Mast data in Su-san 5.5Km far from Samdal wind farm, AWS in Sung-san 4.5km far from Samdal wind farm, and Korea Wind Map data had been collected for this work.

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서해안 새만금 주변의 풍력자원 조사에 관한 연구 (A Study on the Investigation of Wind Power Resource over Saemangeum in the West Coast of Korea)

  • 김명준
    • 해양환경안전학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.205-210
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    • 2008
  • 화석연료 사용으로 인한 환경오염 및 에너지원가 상승이 큰 문제로 대두되고 있는 현재의 상황을 타개하기 위한 하나의 방안으로 신 재생에너지에 대한 관심이 고조되고 있다. 특히 서해안에 위치하고 있는 새만금 지역은 광활한 면적과 서북서풍이라는 큰 장점을 가지고 있어 풍력발전의 적지로 예상된다. 본 연구는 이러한 예상을 뒷받침해 줄 수 있는 풍력자원을 조사한 것으로 군산지역의 평균풍속은 4 m/s 정도이며, 도서지방을 연계하는 해상풍력발전 단지의 최적지로 손색이 없음을 밝혔다. 또한, 풍력자원의 출현밀도를 판별하는 Weibull의 분포함수를 이용하여 계산하고, 형상계수를 매개변수로 하여 풍속밀도계산을 한 결과, 군산지방의 풍속출현을 예상할 수 있었다.

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통계적 바람장모형에의한 고해상도(1Km×1Km)풍력에너지지도 작성에 관한 연구 (The Establishment of a High Resolution(1Km×1Km) Wind Energy Map Based on a Statistical Wind Field Model)

  • 김혜중;김현식;최영진;변재영
    • 응용통계연구
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    • 제23권6호
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    • pp.1157-1167
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    • 2010
  • 본 논문은 남한지역 풍력자원의 계량화 및 바람환경분석 등에 필요한 풍력에너지지도를 고해상도로 작성하는 방법을 제안하였다. 이를 위해 $1Km{\times}1Km$ 격자로 나누어진 남한전역(345,682 지점)의 월별풍속에 적합한 통계적 바람장모형을 설정하여 각종 풍력에너지통계를 $1Km{\times}1Km$ 격자지점 별로 계산하고, 통계값들를 지도로 구현하는 절차를 연구하였다. 바람장모형의 적합성검정에는 국내 76개 기상관측소에서 관측된 TMY (typical meteorological year) 바람자료가 사용되었으며, Kolmogrov-Smirnov 검정결과 로그정규모형이 남한지역의 월별 바람장모형에 적합하였다. 또한 로그정규모형 하에서 얻어지는 다양한 형태의 풍력에너지통계들을 소개하였으며, 국립기상연구소가 제공하는 $1Km{\times}1Km$ 격자지점(345,682 지점)의 풍속자료를 사용하여 남한(지상 80m)의 풍력에너지밀도(W/$m^2$)지도를 공간분포도 형태로 작성해 보였다.

혼합확률분포를 이용한 복잡지형의 풍력자원 평가 (Wind energy assessment at complex terrain using mixture probability distribution)

  • 송호성;권순덕
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제33권2호
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    • pp.18-27
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    • 2013
  • This paper presents a method for assessing the wind energy potential at complex terrain using probability distribution. And the proper probability models of the parameters estimating the wind energy are presented. Finally a mixture-Weibull determined by numerical methods procedure are proposed to assess the probability distribution of the energy potential at a site. The developed method is applied to the Kwanjungchun Bridge and compared with wind records which the neighboring weather station.