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카나리아 제도의 풍력 분석에 사용되는 풍속 확률분포의 검토1

전문가 제언: ○ 풍력발전단지를 건설하기 위해서는 부지의 풍력 잠재력을 평가해야 하며 평가방법은 다음과 같다. 먼저 수년 동안 시간대별로 풍속과 풍향을 측정하고 이로써 풍속과 풍력(풍속의 3제곱)의 상대빈도를 나타내는 막대도표를 작성해야 한다. 이를 가지고 풍속밀도분포를 가장 잘 나타내는 모델을 활용하여 수식으로 나타낼 수 있어야만 풍력에너지와 풍력발전의 규모, 형태(수직, 수평) 및 풍력 이용률 등을 계산할 수 있다.

○ 풍속과 풍력의 확률밀도분포를 구하기 위해 많은 모델들이 발표되고 있으나 무풍속의 빈도가 낮고 또한 최대치가 두 번에 걸쳐 나타나는 2형상의 풍속분포가 아닌 경우에는 형상변수와 규모변수의 2개 변량을 사용하는 Weibull분포가 단순성 때문에 널리 이용되고 있다.

○ 세계풍력에너지협회(WWEA: World Wind Energy Association)의 자료에 의하면 2008년 말 현재 세계적으로 풍력발전을 실시하는 나라는 76개국이며 총 설비용량은 121,188MW에 이르고 있다. 해상풍력발전소도 현재는 1,473MW의 설비용량이 개발되어 있으며 앞으로 급격한 증가가 전망되고 있다.

○ 스페인은 풍력발전 설비용량이 16,740㎿이며 세계 3위의 풍력발전 국가이다. 본문에 소개하고 있는 카나리아제도에만 8개 섬에 설치된 46곳의 소형 풍력발전단지에서 134MW의 발전용량이 개발되어 있다. 특히 카나리아제도는 풍황이 좋기 때문에 풍력으로 발전한 전력을 이용하여 바닷물을 탈염하여 식수로 공급하려는 계획을 가지고 있다.

○ 이 자료는 일반적인 풍속분포는 2변량 Weibull분포를 사용하는 것이 적절하지만 무풍속이거나 2형상 분포에 대해서는 혼합분포를 사용해야 한다고 밝히고 있다. 풍속의 상대빈도 막대도표의 형태에 따라 어떤 확률밀도분포 모델을 사용하는 것이 가장 적절한지를 밝히고 있으며 풍력발전단지 개발에 유용하게 활용할 수 있다.

저자: J. A. Carta, P. Ramirez, S. Velazquez
자료유형: 학술정보