Floating LiDAR systems (FLSs) are used in many countries because they are easier to install than stationary weather towers, have low maintenance costs, and can be installed in deep sea areas. However, FLSs are rarely used in Korea due to a lack of clear evaluation criteria to verify the reliability and uncertainty of their measurements. This study is the first to verify the reliability of FLSs in Korea with one-year simultaneous observation of six lidar systems - two fixed and four floating systems - in sea areas of Gunsan and Yeonggwang. The reliability of FLSs measurement data was verified by comparison between fixed and floating systems. Moreover, differences between existing wind resource maps and the data observed from the six points were analyzed and wind resource maps were calibrated. The results show a return rate of more than 95 % of the observed data and strong correlations between fixed and floating systems (average R2 of 0.977). Additionally, errors in wind speed predictions to produce a wind resource map could be significantly reduced from 5.7 % to 0.6 % after calibrations with the observation data.
대체 에너지의 주요 자원의 하나인 풍력 발전은 그 실용성을 평가하기 위하여 중장기적인 자원 가치에 대한 실사와 검증이 필요하다. 하지만 검증을 위한 계측 장비의 설치가 주로 오지에 이루어지기 때문에 대부분의 검증방식이 에너지 자원에 대한 데이터 수집을 실시간으로 하지 못하고 주기적 방문을 통하여 축척된 데이터를 수집하고 있다. 본 논문에서는 실시간 데이터 및 서비스 제공 시스템을 설계, 구현함으로써 풍력 에너지 실측, 활용의 신뢰성을 확보할 수 있도록 한다. 또한 웹 서비스를 기반으로 구축함으로써 다양한 유형의 단말기에 정보 및 서비스를 효율적으로 제공할 수 있도록 한다.
제주도는 내륙과 EJfdjwu 있는 섬으로 독특한 계통 특성을 가지고 있다. HVDC는 제주 계통을 내륙 계통과 연계시켜 안정적인 전력 공급과 주파수 유지를 담당하고 있다. 현 제주-해남 사이의 이외에 추가로 제주-진도 사이의 2단계 HVDC가 2011년 12월 완공을 목표로 건설되고 있다. 1단계 HVDC와 풍부한 바람 자원을 이용한 풍력 발전 단지가 운영 중이고, 해안 풍력 발전 단지 뿐만 아니라 해상 풍력 발전단지도 건설될 예정이다. 또한 스마트그리드 실증단지가 제주도에 건설될 예정이기 때문에 향후 풍력 발전량이 더욱 증가할 전망이다. 2013년 이후부터는 추가 건설될 2단계 HVDC와 현재 운영되고 있는 1단계 HVDC가 협조 운전을 하게 된다. 풍력 발전 단지의 증가와 추가 HVDC는 제주 계통의 전원 구성에 변화가 예상된다.
대체에너지의 대안으로서 차량에 의한 풍력을 사용함으로서 이 연구의 목적은 다음 3가지로 요약할 수 있다. 첫째, 차량 풍에 의한 풍력에너지를 통해 환경 친화적인 대체 에너지 자원을 안전하게 얻는다는 것이다. 둘째, 관련 교수들을 위한 교육 프로그램이 개발되었다는 것이다. 셋째, 대체에너지 교육을 위해 풍력발전 프로그램을 만들었다는 것이다. 본 연구는 6개월간 수행되었으며, 다음 3가지 결과를 얻었다. 차량 풍을 이용한 시스템이 모델링 되었다. 전기, 전자, 기계공학과들을 위한 새로운 교육 프로그램이 만들어졌고, 마지막으로 풍력발전 시스템 실제 교육을 위한 대체에너지 실험용 시연장치가 만들어졌다.
This paper reveals both the operational situation and the cause of the error occurred in wind turbine generator system of Hangwon wind farm in Jeju island. The four wind turbines were selected for this work, and the monitored period was for six months. Wind resource in the wind farm was analyzed, and the estimated energy production was compared with the actual energy production. As a result, with a decrease of system error, the estimated energy production was in good agreement with the actual energy production. The errors occurring in components such as gearbox and hydraulic motor affected the Availability of the wind turbine. Also, poor external conditions such as a strong wind, lightning and gust caused a standstill of wind turbines.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제24권3호
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pp.585-592
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2013
최근 신재생에너지와 대체에너지의 필요성이 증가함에 따라 환경오염과 온실효과를 초래하지 않는 풍력에너지 개발에 많은 연구와 투자가 이루어지고 있다. 풍력에너지는 무공해 에너지이며 자원양이 무한대이고 바람이 부는 곳이라면 어디에서든지 전력생산이 가능하다. 그러나 풍력에너지는 바람에 크게 의존하며 불규칙적인 특성이 있어 효율적인 풍력발전이 어렵다는 단점이 있다. 이러한 이유로 풍력발전에 있어서 정확한 풍력발전량 예측은 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 이러한 풍력발전량의 효율적인 예측을 위해 군산 풍력단지의 자료를 이용해 시계열모형인 ARMA모형과 데이터 마이닝 기법 중 신경망모형을 사용하여 풍력발전량을 예측하고 비교분석 하였다. 그 결과 신경망모형 적합결과가 ARMA모형 적합결과 보다 더 좋은 예측력을 나타내었다.
북한 지역의 27개 기상관측지점의 30년 바람 자료를 이용하여 고도 50 m에서의 풍력밀도를 분석하였다. 27개 지점의 연평균 풍력밀도는 58.6W/$m^2$로 1등급에 해당하는 풍력 자원이었다. 계절에 따른 평균 풍력밀도는 겨울보다 봄에 더 높았으며, 여름에는 봄의 50% 정도의 풍력밀도를 나타냈다. 풍력밀도의 일변화를 보면 거의 모든 관측 지점에서 오후에 비교적 높은 풍력밀도와 오전 3-6시 경에 낮은 풍력밀도를 보였으며, 일변화의 진폭은 봄에 가장 컸다. 특히 내륙 중심부인 개마고원 지역과 함경북도 동북부, 평안도 남부 해안, 황해도 해안 근처에서 비교적 높은 값을 나타냈다. 장진에서의 연평균 풍력밀도는 3등급인 151.2 W/$m^2$를 나타냈으며, 용연은 2등급인 102.4 W/$m^2$의 값을 보였다.
화석연료 사용으로 인한 환경오염 및 에너지원가 상승이 큰 문제로 대두되고 있는 현재의 상황을 타개하기 위한 하나의 방안으로 신재생에너지에 대한 관심이 고조되고 있다. 특히 서해안에 위치하고 있는 새만금 지역은 광활한 면적과 서북서풍이라는 큰 장점을 가지고 있어 풍력발전의 적지로 예상되고 있다. 본 연구는 이러한 예상을 뒷받침해줄 수 있는 풍력자원을 조사한 것으로 군산 해상지역의 평균풍속은5~7m/s 정도이며, 도서지방을 연계하는 해상풍력발전 단지의 최적지로 손색이 없음을 밝혔다. 또한, 풍력자원의 출현밀도를 판별하는 Weibull의 분포한수를 이용하여 계산하고, 형상계수를 매개변수로 하여 풍속밀도계산을 한 결과, 군산지방의 풍속출현을 예상할 수 있었다. 또한 이를 원격감시를 통해 계측 제어함으로써 편리함과 동시에 안정성 면에서도 큰 성과를 이룰 수 있다.
강원도 양양 일대 폐(廢) 철광석 광산에 희소 광물인 희토류가 매장되어 상업 생산에 착수한다는 소식이다. 매장량이 매우 적은 희소금속의 하나로, 워낙 희귀해 세분화조차 번거로워 붙여진 이름, 희토류, 희토류로 촉발된 '보이지 않는 전쟁'을 생각할 때, 부존자원이 빈약한 우리나라 땅에서 전해진 이 새로운 가능성은 반가울 수밖에 없다. 희토류는 전기자동차와 풍력발전기, LCD, 미사일 등을 만드는 핵심 원료이다.
현재 인류가 직면한 에너지 부문의 큰 난제는 화석연료의 한정된 매장이기도 하지만 그 사용에 따른 환경오염으로 인한 피해들이 더 큰 문제로 대두되고 있다. 그중 지구 온난화의 영향으로 최근 세계에 국지적인 홍수, 가뭄, 태풍등의 기후 불안정으로 피해보는 상황이 가속화 되고 있다. 또한, 북극지방의 해빙으로 해수면 상승이 예상되며 머지않은 시간에 해수면 상승의 직접적인 피해가 인류에게 오리라는 보고가 많이 발표되고 있다. 그런데 우리가 더욱 중요한 것은 지구촌83의 관성이 크기 때문에 지구 온난화 와 해수면 상승이 인류에 큰 피해를 미치기 시작할 때는 이미 돌이킬 수 없는 상황에 진입해버린다는 사실을 간과하고 있는다는 것이다. 그러므로 과학적 분석에 근거하여 피해를 축소하기위한 활동을 실천해야할 시기이다. 특히, 우리나라의 경우 에너지의 97% 이상을 해외에서 수입하고 있으며, 세계에너지 소비 10위, 석유 소비 7위의 열악한 에너지 자원 빈국인 만큼, 중장기적인 관점에서 석유의존도를 개선하고 신재생에너지원을 확보하는 등 대책마련이 시급한 실정이다. 신재생에너지원으로 현재까지 가장 큰 역할을 해왔던 것 중의 하나가 풍력발전기인데, 오늘날 세계 풍력에 의한 발전량은 세계 총 발전량의 2% 미만에 불과하이다. 이러한 풍력 시장에 발맞춰 국내에서도 풍력발전기 개발에 많은 힘을 쏟고 있는데, 2002년부터 750 kW급 풍력발전기가 처음 개발되기 시작하였고, 이후 2 MW급 풍력발전기와 3 MW급 풍력발전기가 개발되었으며, 최근에는 5 MW와 7.5 MW급등 초대형 풍력발전기가 대기업 중심으로 개발 진행되고 있었으나, 2008년 세계 금융위기 이후 세계 경기침체의 영향으로 국내 풍력산업도 적지않은 영향으로 구조조정되어 기존 7~8개 풍력발전기 제조사들이 3개사 이하로 축소되고 있다. 이에 정부 및 전라남도는 해상풍력산업을 침체기를 겪는 조선산업의 대체산업으로 육성하기위해, 정부 주도로 부안 앞바다에 2.5 GW 해상풍력발전단지개발을 준비 중에 있으며, 전라남도는 전남 서해안에 4 GW 해상풍력발전단지 개발을 서두드고 있다. 특히, 전라남도는 국내에서 가장 많은 풍력에너지 포텐셜을 가지고 있으며, 바람의 질 또한 우수하여 이를 지역산업 활성화의 모멘텀으로 가져가기위해 많은 노력을 기울이고 있다. 그 일례로 영광군 백수읍 하사리 바닷가 $4,342m^2$ 부지에 "풍력테스트베드"를 개발하여 국내 풍력발전기 제조사들이 활용하도록 도움을 주고 있다. 종래의 테스트베드는 해외지역을 이용하였는데, 이는 국내에서 개발된 풍력발전기들이 국제인증을 받기위해 바람의 질이 좋은 해외 테스트베드에 설치되어 평가받았으며 고가의 비용이 소모되었다. 제주도에 테스트베드 장소가 있긴 하지만 수용 규모가 작아 풍력발전기 제조사들이 대기할 수 없어 해외로 나가는 실정에 전라남도의 내륙 테스트베드를 개발함으로서 풍력발전기 제조사들에게 큰 도움을 주고 있다. 본 보고에서는 국가 해상풍력 산업발전의 단계별 전략과 전라남도의 해상풍력산업의 방향 그리고 풍력테스트베드의 현황을 소개하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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