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풍력발전시스템 출력에 대한 난류강도의 영향 연구
A Study on the Effect of Wind Turbulence Intensity on the Power Performance of Wind Turbine System 원문보기

한국태양에너지학회 논문집 = Journal of the Korean Solar Energy Society, v.32 no.4, 2012년, pp.17 - 23  

현승건 (한국에너지기술연구원) ,  주영철 (한국에너지기술연구원) ,  김건훈 (한국에너지기술연구원)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The installed capacity of wind turbines in Korea are growing and enlarging by the central government's supporting program. But the majority area having the abundant wind energy resources is composed of mountainous and complex district, thus the turbulence intensity of there is so high and belongs to...

주제어

#풍력발전기   #풍력발전기의 전기적 출력   #시험부지   #기상측정마스트   #난류강도   #정규화  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 그러나 우리나라는 지형 특성상 풍력 에너지 밀도가 지역에 따라 편차가 크고 풍력발전시스템의 피로하중과 극한하중에 큰 영향을 주는 난류강도도 각각의 지역마다 다르므로 국내 개발품이나 외국 도입 풍력발전시스템 적용 시 적합성 및 효율성에 문제 발생 소지가 있다. 따라서, 기존의 연구에 서는 특이한 난류강도 하에서의 측정 자료를 제거하는 정도였으나1), 본 논문은 IEC와 같은 기관에서 국제 규격개정을 위한 기술검토 내용과 추세를 감안하여, 기존 측정 자료들에 대한 난류강도의 영향 부분만을 도출, 분석하여 산악지형과 같은 복잡한 지형에서의 출력성능 시험의 결과에 대한 난류강도의 영향 등을 정량 분석하여 결과를 도출코자 한다.
  • 본 논문은 2009년 9월 17일 0:00부터 2010년 2월 17일 02:40까지 약 5개월여의 기간 동안 현장에서의 성능시험과 이의 분석결과로서 난류강도에 따른 풍력발전시스템의 출력의 변화를 분석한 결과에 대해 논하고자 한다.

가설 설정

  • 시험을 통해 측정된 각 난류강도 출력곡선에 대해 풍속을 Rayleigh 분포로 가정하고, 시험 대상 풍력발전시스템의 가동률을 100%로 가정한 연간 에너지 생산량 분석 결과와 이용률을 다음의 Table 2와 Table 3에서 보이고 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
풍력발전시스템의 성능시험에서 나타난 결과는? 저 난류 특성의 출력곡선은 낮은 풍속에서는 낮은 수치를 보이나 정격풍속 부근의 높은 영역에서는 상대적으로 높고 안정적인 출력을 보이고 있다.이와 반대로 고 난류 특성의 출력곡선은 낮은 풍속 구간에서는 높은 수치를 보이나 높은 풍속으로 갈수록 상대적으로 낮은 출력과 큰 변동성을 나타내고 있다.아울러, 직접적인 풍력발전시스템의 운전성능인 연간발전량과 이용률은,연평균 4∼5m/sec의 낮은 연 평균 풍속 영역에서는 상대적으로 많은 에너지를 갖는 고난류강도 풍속조건 하에서 이용률로서 약 1.
풍력발전시스템이 향후 기후협약에 대비한 청정 에너지원으로 부각되는 이유는? 최근 연구동향에 따르면 풍력발전시스템은 신재생 에너지 중 가장 경제성이 우수하고 향후 기후협약에 대비한 청정 에너지원으로서 부각이 되고 있다.그러나 우리나라는 지형 특성상 풍력 에너지 밀도가 지역에 따라 편차가 크고 풍력발전시스템의 피로하중과 극한하중에 큰 영향을 주는 난류강도도 각각의 지역마다 다르므로 국내 개발품이나 외국 도입 풍력발전시스템 적용 시 적합성 및 효율성에 문제 발생 소지가 있다.
외국 도입 풍력발전시 우리나라는 문제가 있는 이유는? 최근 연구동향에 따르면 풍력발전시스템은 신재생 에너지 중 가장 경제성이 우수하고 향후 기후협약에 대비한 청정 에너지원으로서 부각이 되고 있다.그러나 우리나라는 지형 특성상 풍력 에너지 밀도가 지역에 따라 편차가 크고 풍력발전시스템의 피로하중과 극한하중에 큰 영향을 주는 난류강도도 각각의 지역마다 다르므로 국내 개발품이나 외국 도입 풍력발전시스템 적용 시 적합성 및 효율성에 문제 발생 소지가 있다.따라서,기존의 연구에 서는 특이한 난류강도 하에서의 측정 자료를 제거하는 정도였으나1),본 논문은 IEC와 같은 기관에서 국제 규격개정을 위한 기술검토 내용과 추세를 감안하여,기존 측정 자료들에 대한 난류강도의 영향 부분만을 도출,분석하여 산악지형과 같은 복잡한 지형에서의 출력성능 시험의 결과에 대한 난류강도의 영향 등을 정량 분석하여 결과를 도출코자 한다.
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참고문헌 (5)

  1. Kim, K. H. and Hyun, S. G.,"Power Performance Testing and Uncertaint Analysis for a 3MW Wind Turbine", The Korean Solar Energy Society, Vol.30 No.6, 2010 

  2. IEC 61400-1(3rd.) Wind turbines-Part1 : Design requirements, Aug. 2005. 

  3. Kim, K. H. and Hyun, S. G., "A Study for the Effecton the Uncertainty of Power Performance Testing of Wind turbine by a Site Calibration", The Korean Solar Energy Society, Vol.31 No.2, 2011. 

  4. IEC 61400-12-1 Wind turbines(1sted.) - Part 12-1-1 : Power performance measurements of electricity producing wind turbines, Dec.2005. 

  5. Samsung Heavy Industries "Technical Documentation for Samsung Wind Turbine 2.5MW", 2011. 

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