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제주도 해상풍력 에너지 자원평가를 위한 InVEST Offshore Wind 모형 적용
Application of InVEST Offshore Wind Model for Evaluation of Offshore Wind Energy Resources in Jeju Island 원문보기

한국지리정보학회지 = Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies, v.20 no.2, 2017년, pp.47 - 59  

김태윤 (한국환경정책.평가연구원) ,  장선주 (한국환경정책.평가연구원) ,  김충기 (한국환경정책.평가연구원)

초록
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본 연구는 InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoff) Offshore Wind 모형을 활용하여 제주도 장선주 인근 해역의 해상풍력 에너지 자원을 평가하였다. 초단기 기상분석 및 예측 시스템(KLAPS)의 재분석 자료를 이용하여 제주도 인근 해역의 풍력밀도를 계산하고 터빈 조성비용, 터빈의 운영 효율, 해저케이블 설치비용, 20년 운영시나리오, 유지관리비 등을 고려하여 168MW 해상풍력 단지를 설치하였을 때의 순현재가치를 산정하였다. 제주도 인근 해역의 풍력밀도 분포도를 통하여 제주도 서쪽해역과 동쪽해역에 높은 풍력자원이 있음을 알 수 있었으며, 대부분의 서측해역과 동측해역은 $400W/m^2$ 이상의 높은 풍력밀도를 보였다. 제주지역 해상풍력발전에 대한 순현재가치를 가시적으로 평가하기 위하여 5등급으로 구분하였으며, $400W/m^2$ 이상의 풍력자원이 존재하는 서측 해역에서 높은 순현재가치를 보였다. InVEST Offshore Wind 모형은 다양한 운영시나리오에 대하여 최적의 공간정보를 신속하게 제공해 줄 수 있으며, 해양생태계서비스 평가 결과와 혼용하여 사용한다면 보다 효율적인 해양공간을 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study aims to assess offshore wind energy resources around Jeju Island using the InVEST Offshore Wind model. First the wind power density around the coast of Jeju was calculated using reanalysis data from the Korean Local Analysis and Prediction System (KLAPS). Next, the net present value (NPV)...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 지금까지 국내에서 수행된 연구는 해상풍력의 자원량을 기상 관측값이나 수치모델을 이용하여 얻은 풍력밀도를 활용하여 산정하였으나 풍력단지 규모, 설치비용, 풍력에너지 거래가격, 운영기간 등의 복합적인 요소를 고려한 에너지 자원분석 및 경제성 평가가 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 자연 생태의 자원적 가치를 평가하고 이를 공간적으로 제시할 수 있는 InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoff) Offshore Wind 모형을 이용하여 해상풍력 운영 시나리오에 따른 제주도 인근 해역의 해상풍력 에너지 자원 및 경제성 분석을 수행하고자 한다.
  • 본 연구에서는 국립기상과학원에서 개발·운영하고 있는 초단기 기상분석 및 예측 시스템(Korea Local Analysis and Prediction System, KLAPS)의 재분석 자료(reanalysis data)를 이용하고자 한다.
  • 풍력밀도가 높은 제주도의 서측해역과 동측해역은 대부분의 해역에서 400W/㎡ 이상의 높은 풍력밀도를 보이고 있다(그림 5). 현재 추진 중인 대정읍의 제주대정해상풍력단지, 한경면의 탐라해상풍력단지, 한림읍의 한림해상풍력단지도 풍력밀도가 높은 서측해역에 설치하려고 한다.

가설 설정

  • 국내·외 해상풍력단지 내구연한을 감안하여 풍력단지 운영기한을 20년으로 설정하고, 해상풍력단지 운영기간동안의 유지관리비용은 다른 연구에서 적용된 값을 기반으로 연간 수익금액의 3.5%로 가정하였다.
  • 선정된 시나리오는 168MW(7MW급터빈×24기)의 해상풍력 단지로서 국내·외 해상풍력단지 내구연한을 감안하여 풍력단지 운영기한을 20년으로 설정하였다. 해상풍력단지의 유지관리비용은 연간 수익금액의 3.5%로 가정하고 현재 상용화된 해상풍력터빈 설치기술은 수심 50m미만으로 한정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
InVEST의 역할은 무엇인가? 생태계서비스를 정량적으로 파악하기 위하여 공간적 도식화를 진행하고 있으며 그 결과를 분석하는 의사결정도구가 개발되고 있다. InVEST는 자연자원을 효율적으로 관리하기 위해 필요한 정보를 제공하는 역할을 하며 특히“어떻게 하면 인간에게 이롭게 생태계의 변화를 이끌 것인가”에 대한 정보를 제공하기 위해 개발되었다. 생태계의 다양한 서비스를 상호간의 가치 충돌을 최대한 줄이면서 효과적인 방안을 제공하기 위해서 InVEST는 다양한 모형(서식처 질, 이산화탄소 저장 및 제거, 수력발전, 수질정화, 모래 퇴적, 산림 생산, 작물 수분, 수산자원, 양식자원, 연안침식, 연안범람, 파력 및 해상풍력 에너지, 레크리에이션 가치 등)을 포함하고 있다(Sharp et al.
InVEST의 개발 목적은 무엇인가? 생태계서비스를 정량적으로 파악하기 위하여 공간적 도식화를 진행하고 있으며 그 결과를 분석하는 의사결정도구가 개발되고 있다. InVEST는 자연자원을 효율적으로 관리하기 위해 필요한 정보를 제공하는 역할을 하며 특히“어떻게 하면 인간에게 이롭게 생태계의 변화를 이끌 것인가”에 대한 정보를 제공하기 위해 개발되었다. 생태계의 다양한 서비스를 상호간의 가치 충돌을 최대한 줄이면서 효과적인 방안을 제공하기 위해서 InVEST는 다양한 모형(서식처 질, 이산화탄소 저장 및 제거, 수력발전, 수질정화, 모래 퇴적, 산림 생산, 작물 수분, 수산자원, 양식자원, 연안침식, 연안범람, 파력 및 해상풍력 에너지, 레크리에이션 가치 등)을 포함하고 있다(Sharp et al.
KLAPS의 한계점을 극복하기 위해 무엇이 필요한가? KLAPS는 매시간별 6분 이내에 수집되는 관측자료 만을 사용하여 초단기 예보를 실시하고 있어 시간대에 관측되는 모든 자료를 충분히 반영하고 있지 못하다. 따라서 관측자료를 재수집하여 재분석을 수행하는 것이 필요하다. KLAPS 재분석 자료(reanalysis data)를 산정하기 위하여 AWS(Automatic Weather Station), METAR(METeorological Aerodrome Report), AMEDAS(Automated Meteorological Data Acquisition System), METAR (METeorological Aerodrome Report), AMDAR (Aircraft Meteorological Data Relay), 레이더, 위성, 해상 부이(Buoy) 자료 등이 이용된다.
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참고문헌 (25)

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