[논문]국지규모 풍력에너지 평가를 위한 기상 관측 자료의 영향 반경 특성

이순환; 김민정; 이화운

doi:10.5572/kosae.2007.23.5.585

국지규모 풍력에너지 평가를 위한 기상 관측 자료의 영향 반경 특성
Characteristics of Efficient Radius of Meteorological Observation Data to Estimate Regional Wind Energy 원문보기

한국대기환경학회지 = Journal of Korean Society for Atmospheric Environment, v.23 no.5, 2007년, pp.585 - 595

이순환 (부산대학교 BK21 연안환경시스템 사업단) , 김민정 (부산대학교 BK21 연안환경시스템 사업단) , 이화운 (부산대학교 지구환경시스템학부)

Abstract ▼ AI-Helper

Representative impacts and effectiveness of surface meteorological observation data assimilation were examined in order to use wind resources estimation around southern coastal area of the Korean Peninsula. The data used in study are observational wind and temperature data at 5 and 41 sites of Regional Meteorological Offices and Automatical Weather Systems, respectively. Observation wind speed data tends to show small effective radius with limited area. Especially assimilation impacts of data observed at peninsula type sites like Yeosu play only around the inside of the peninsula. This limited effective radius for wind speed is caused by the strong correlation between topography and wind speed. And the efficient radius for surface air temperature is larger than that of wind. Data assimilation for observational air temperature is useful to increase the accuracy of wind energy estimation. However assimilation of wind data requires special care in its application due to high sensitivity of topographical complexity.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

분석에 사용된 자료는 2005년 1월과 8월에 관측한 광양지역 5개 기상대와 41개 AWS 관측 자료를 이용하였다. 관측지점별로 정규 관측 자료와의 상관계수를 수치모형 상의 최적의 가중치 설정함에 있어서 광양지역의 기상관측자료가 가지는 특징을 살펴보았다. 본 연구는 풍력자원 평가의 기초자료로 제공하기 위한 것이기 때문에 풍속을 중심으로 분석을 실시하였다.
이러한 영향 반경은 종관적인 기상장, 지형, 인공구조물 등 여러 가지 요소에 의하여 좌우된다. 본 연구는 전라남도 광양지역의 지역적인 기상관측 자료를 이용하여 이 지역의 기상특성을 분석하고, 이 지역에 나타난 관측 기상자료 영향 반경 특성을 평가하여 잠재 풍력자원평가에 있어 기상 관측 자료의 효율적인 이용 가능성에 대하여 살펴보고자 한다.
관측지점별로 정규 관측 자료와의 상관계수를 수치모형 상의 최적의 가중치 설정함에 있어서 광양지역의 기상관측자료가 가지는 특징을 살펴보았다. 본 연구는 풍력자원 평가의 기초자료로 제공하기 위한 것이기 때문에 풍속을 중심으로 분석을 실시하였다. 그리고 지상관측자료 중 신뢰성이 높고 주요한 자료인 온도에 대한 지역별 상관 특성도 함께 나타내었다.
본 연구는 한반도 남해안에 위치한 대규모 공업지역인 광양지역의 잠재 풍력에너지 평가를 위하여 기상 관측 자료의 영향정도를 분석하였다. 분석에 사용된 자료는 2005년 1월과 8월에 관측한 광양지역 5개 기상대와 41개 AWS 관측 자료를 이용하였다.

제안 방법

이것은 여수가 반도형태의 지형으로 양단에 고흥과 남해의 위치에 의한 것이다. 관측 기상요소의 영향 반경을 상관분석을 통하여 알아보았다. 바람의 영향 반경은 매우 독립적으로 나타나며 크기도 작게 나타났다.
5개의 기상대에서는 풍향, 풍속, 온도 복사, 운량, 일조 등 전반적 인기상 자료의 측정 이 이루어지며, 무인 자동 기상관측장비에서는 풍향, 풍속, 온도, 습도, 기압 등 5개의 주요 요소의 관측이 이루어진다. 본 연구에서는 잠재풍력에너지 평가에 주안점을 두기 때문에 바람벡터자료와 온도자료를 주로 이용하여 분석하였다. 연구자료를 분석하였으며, 관측시간 간격은 각각 10분 평균자료를 이용하였다.
본 연구에서는 잠재풍력에너지 평가에 주안점을 두기 때문에 바람벡터자료와 온도자료를 주로 이용하여 분석하였다. 연구자료를 분석하였으며, 관측시간 간격은 각각 10분 평균자료를 이용하였다.
이러한 각각의 기상요소에 작용하는 영향 반경의 변동을 살펴보기 위하여 5개 기상대급 관측 자료를 중심으로 각각의 관측 자료의 교차 상관관계를 구하였다. 교차 상관관계는 아래와 같이 설정하였다.
그러나 풍력 단지 예상 전 지역의 풍력 관측을 실시하는 것은 불가능하며 대표성을 가지는 몇 개 지역을 한정하여 풍력 자원 잠재성을 조사하는 것이 일반적이다. 이러한 대표성을 가지는 지역의 장기적인 풍속을 관측하여 잠재 풍력에너지를 평가한다. 그러므로 한정된 관측 자료의 통계적인 예측을 통하여 풍력에너지를 예측하기도 한다 (Bechrakis and Sparis, 2004; Salmon and Walmsley, 1999).
지역적 인 자료동화의 차이를 알아보기 위하여 자료 동화를 실시하지 않은 경우와, 해안선 부근 자료, 해안선에 가까운 자료, 해안선에 먼 거리에 위치한 자료의 동화를 통한 06시 바람장과 대기오염장을 분석하였다. 자료동화에 이용되는 관측 자료에 따라 국지바람장의 예측정도가 달라졌고, 이들 자료동화정도의 차이는 대기오염분포에서도 잘 나타났다.

대상 데이터

위치를 나타내고 있다. 본 연구는 여수, 순천, 고흥, 진주, 남해 등 5개의 기상대급 관측소의 관측자료와 기상청에서 운용 관리하는 41개소 자동 기상관측장비의 자료를 이용하였다(그림 1). 5개의 기상대에서는 풍향, 풍속, 온도 복사, 운량, 일조 등 전반적 인기상 자료의 측정 이 이루어지며, 무인 자동 기상관측장비에서는 풍향, 풍속, 온도, 습도, 기압 등 5개의 주요 요소의 관측이 이루어진다.
관측 자료의 영향정도를 분석하였다. 분석에 사용된 자료는 2005년 1월과 8월에 관측한 광양지역 5개 기상대와 41개 AWS 관측 자료를 이용하였다. 관측지점별로 정규 관측 자료와의 상관계수를 수치모형 상의 최적의 가중치 설정함에 있어서 광양지역의 기상관측자료가 가지는 특징을 살펴보았다.
연구대상인 광양지역은 전라남도 동부 연안 지역에 위치한 인구 80만의 대표적인 산업단지 이며, 광양제철소를 비롯한 에너지 소비가 많은 공업시설이 다수 입주하고 있다. 그러므로 풍력에너지 등 신 .

성능/효과

지역적 인 자료동화의 차이를 알아보기 위하여 자료 동화를 실시하지 않은 경우와, 해안선 부근 자료, 해안선에 가까운 자료, 해안선에 먼 거리에 위치한 자료의 동화를 통한 06시 바람장과 대기오염장을 분석하였다. 자료동화에 이용되는 관측 자료에 따라 국지바람장의 예측정도가 달라졌고, 이들 자료동화정도의 차이는 대기오염분포에서도 잘 나타났다. 동일한 대기의 초기장을 사용하여도 관측자료 동화의 차이에 의하여 발생하는 기상장의 변화가 직접적으로 대기오염물질의 분포 변화에 영향을 미친다.

후속연구

그러나 온도의 경우 원형 반경 설정의 제한이 적어 큰 원형 반경의 설정이 가능하며, 온도 상관도는 지형의 영향을 덜 받기 때문에 관측지의 제약이 덜하다. 그러므로 광양지 역의 잠재 바람에너지 예측을 위하여 사용하는 기상관측자료는 최소한 각 지역의 대표성을 가진 3개 이상의 바람장 자료를 이용하여 야 하며, 온도장의 경우 그보다 작지만 대표성을 가질 수 있는 자료를 선별하여 사용하여야만 정확도 높은 바람에너지를 평가할 수 있을 것이다.

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