초록 ▼

□ 연구개요
풍력에너지 개발에 있어서 가장 중요한 요소는 에너지원인 바람에 대한 보다 정확한 평가이다. 실제 자연 바람은 평균 풍속 이외에도 난류 강도, 난류 적분길이, 고도의 높이에 따른 풍속 프로파일 등 다양한 특성을 가지고 있다. 또한 풍력발전기가 설치되는 위치나 지역에 따라서 주변 지형이나 지표 조도 구분의 영향을 크게 받아 출력 성능 예측이 어려워진다. 그럼에도 불구하고 기존의 풍력에너지 평가를 위한 후류 모델 등은 대부분 평균 풍속과 거리의 함수로 표현되는 간단한 모델로 제공되고 있다. 이에 본 연구에서는 다양한 난

□ 연구개요
풍력에너지 개발에 있어서 가장 중요한 요소는 에너지원인 바람에 대한 보다 정확한 평가이다. 실제 자연 바람은 평균 풍속 이외에도 난류 강도, 난류 적분길이, 고도의 높이에 따른 풍속 프로파일 등 다양한 특성을 가지고 있다. 또한 풍력발전기가 설치되는 위치나 지역에 따라서 주변 지형이나 지표 조도 구분의 영향을 크게 받아 출력 성능 예측이 어려워진다. 그럼에도 불구하고 기존의 풍력에너지 평가를 위한 후류 모델 등은 대부분 평균 풍속과 거리의 함수로 표현되는 간단한 모델로 제공되고 있다. 이에 본 연구에서는 다양한 난류 조건하에서 풍력발전기의 출력 성능 평가를 수행하고, 실험 결과를 바탕으로 정밀한 후류 모델을 제시하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
연구 결과의 최종 목표는 다양한 난류 특성이 고려된 풍력발전기 후류 모델 개발이다. 이를 위해 본 연구에서 수행한 세부 목표와 그에 따른 연구결과는 아래와 같다.
1) 다양한 난류 특성을 고려한 기류 생성
▪ 다양한 난류 발생장치 비교 및 분석
▪ 기존 후류 모델 비교 및 분석
▪ 대기 안정도에 따른 경계층 재현
▪ 새로운 형태의 능동난류 발생장치 개발
2) 풍동실험을 통한 풍력발전기 후류 모델 제시
▪ 난류 강도 변화에 따른 풍력발전기 풍동실험
▪ 수직축 풍력발전기 후류 측정 실험
3) 풍력발전기 후류 모델 제시
▪ 난류 강도를 고려한 풍력발전기 후류 모델 제시
▪ 수직축 풍력발전기 후류 모델 개발
▪ 2기의 풍력발전기 후류 모델 개발 및 이를 통한 후류 모델 검증
본 연구의 최종 목표 달성을 위해 다수의 모형을 대상으로 풍동실험을 수행하였고, 이를 바탕으로 개선된 풍력발전기 후류 모델을 개발하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
풍력발전기의 발전량은 풍속의 세제곱에 비례하므로, 효과적인 에너지 수확을 위해서는 풍력발전기 설치 위치에서는 정확한 풍속 예측이 가장 우선시 되어야 한다. 난류 강도가 풍력발전기 성능에 미치는 영향이 큰 것은 확실하지만 이에 대한 연구를 전무한 상황이다. 이에 본 연구에서 제시한 실험 결과를 바탕으로 한 풍력발전기후류 모델은 풍력발전기 출력 성능 예측 정확도 향상에 중요한 모델로 활용되며, 풍력발전단지 배치시에도 유용한 기초 자료로 사용될 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• (1) 기술적 측면 ... 13
• (2) 산업ㆍ경제적 측면 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 15
• 대표적 연구실적 ... 16
• 끝페이지 ... 26