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[국내논문] 풍력발전단지에서의 후류 영향 분석
An analysis of wake effect in a wind farm 원문보기

한국동력기계공학회지 = Journal of the korean society for power system engineering, v.17 no.2, 2013년, pp.13 - 20  

고경남 (제주대학교) ,  박미호 (제주대학교) ,  허종철 (제주대학교)

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 이 논문에서는 풍력발전기의 로터 블레이드가 회전하면서 보이지는 않지만 후방에 발생하는 후류에 대하여 설명하였고, 실제 풍력발전단지에서 발생하는 후류를 후류모델을 이용한 예측 값과 비교해 보았다. 더욱이 CFD 기술을 이용하여 후류를 시각화 하여 후류의 영향이 어느 정도 지속 되는지 예측하였다.
  • 이 연구에서는 연간전력생산량의 예측 정확도를 높이고 풍력발전기 배치 최적화를 위한 고려 대상 중 운전 중인 풍력발전기의 후방에 발생하는 후류(Wake)에 대한 내용을 다룬다.

가설 설정

  • Eddy Viscosity와 Navier-Stokes 방정식을 이용하며 축대칭을 가정하여 계산한다. 원통 좌표계를 사용하며 난류를 고려한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
후류란 무엇인가? 물체에 유체의 흐름이 부딪칠 때, 물체 배후의 흐름을 후류라고 한다. 이러한 후류는 일반적으로 육안으로는 보이지 않지만 후방에 위치하는 물체에 영향을 미친다.
바람은 풍력시스템에서 어떤 유동으로 변화하는가? 바람이 풍력시스템으로 유입되면서 날개의 회전력에 의해 섭동이 생기고 이에 의해 접선방향 성분을 얻게 되어 날개 배후에서의 유동은 축방향과 접선방향의 회전을 갖는 유동으로 변하게 된다. 이렇게 변화된 바람은 풍력발전단지 내에서 개개의 풍력시스템 사이의 간섭을 일으켜서 풍속이 감소하게 되는데 이러한 현상을 후류 효과라고 한다.
풍력발전기의 후방으로부터 약 1D 구간은 어떤 의미를 갖는가? 풍력발전기의 후방으로부터 약 1D(D는 회전자 직경을 의미)안에서는 풍력시스템의 에너지흡수로 인한 압력이 급격히 감소된다. 이 지역은 풍력시스템의 기하학적 형상에 영향을 받는 구간이다. 여기서, 축방향 압력구배는 후류손실(Wake deficit)의 성장속도에 아주 중요한 영향을 미친다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (12)

  1. HSBC, 2007, "Power for a new generation". 

  2. Korea Wind Energy Industry Association, http://www.kweia.or.kr 

  3. M. C. Brower, 2012, "WIND RESOURCE ASSESSMENT", WILEY. 

  4. C. Steiness, http://www.ict-aeolus.eu/about.html. 

  5. B. Sanderse, 2009, "Aerodynamics of wind turbine wakes", Energy research Centre of the Netherlands, ECN-E--09-016. 

  6. J. F. Ainslie, 1988, "Calculating the field in the wake of wind turbines", Journal of wind engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 27, pp. 213-224. 

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  7. J. G. Schepers, 2003, "ENDOW:Validation and improvement of ECN's wake model", Technical Report, Energy research Centre of the Netherlands, ECN-C-03-034. 

  8. A. Crespo, J. Hernandez and S. Frandsen, 1999, "Survey of modelling methods for wind turbine wakes and wind farms", Wind Energy, Vol. 2, pp. 1-24. 

    상세보기 crossref

  9. J. Hojstrup, 1999, "Spectral coherence in wind turbine wakes", Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodyamics, Vol. 80, pp. 137-146. 

    상세보기 crossref

  10. IEC International Standard, IEC 61400-12-1 : 2005, Wind turbines Part 12-1:Power performance measurements of electricity producing wind turbines. 

  11. EMD International A/S, "Introduction to Wind Turbine Wake Modelling and Wake Generated Turbulence", WindPRO/PARK. 

  12. D. J. Renkema, 2007, "Validation of wind turbine wake models", Master of Science Thesis, TUDelft. 

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