이동 부유식 풍력터빈으로 구성된 해상 풍력단지의 후류 손실 최적화

전문가 제언

○ 미래에는 더 높은 평균 풍속이 관측되는 깊은 해상구역에서 에너지를 획득하기 위하여 부유식 풍력터빈이 사용될 것이다. 현재 여러 부유식 터빈 개념이 작은 규모의 프로젝트로 설계되고 시험 중인데 특히 터빈이 설치 후에 이동을 할 수 있는 장점이 있다. 이 글은 이동식 부유터빈으로 구성된 풍력단지를 위한 새로운 레이아웃 최적화 체계를 제시한다.

 

○ 제안된 체계는 각 풍력방향을 위한 계류선 내에서 앵커 위치와 풍력터빈 배치를 동시에 최적화하는 중첩된 형태에서 진화적 최적화 전략을 사용하였다. 이동식 풍력터빈이 최적화된 레이아웃으로 배치되었을 때에 최대 에너지생산이 얻어지므로 이 체계가 이동식 부유터빈으로 구성된 미래 해상풍력단지를 위한 새로운 설계 최적화 도구를 나타낸다.

 

○ 풍력터빈의 후류로 인한 평균 전력손실은 대형 해상풍력단지에서 총 출력의 10∼20% 정도이므로 후류로 인한 전력손실을 정확하게 정량화하는 것은 전체 풍력단지 경제의 중요한 부분이다. 대형풍력단지에서 풍력터빈 후류로 인해 유도된 동력 손실 크기의 일차적 제어는 허브높이에서의 풍속이다. 중간 이하의 풍속에서는 추력계수가 높아 후류 손실이 비례적으로 크고, 정격풍속 이상의 풍속에서는 사실상 감지할 수 없을 정도로 감소하고 풍향도 중요하다.

 

○ 전북대 박근성 등은 제주도 성산풍력발전단지의 후류 손실 및 터빈 재배치에 관한 연구에서 주 풍향과 동일한 라인에 두 터빈이 설치되어 있는 경우 후방에 위치한 터빈 이격거리를 8D 이상으로 설치하면 후류영향을 줄일 수 있음을 확인하였다.

 

○ 일본은 2011년 Fukushima 해역 20㎞ 근해에 건설되는 아시아지역 최초의 부유식 해상풍력단지 실증연구 사업을 착수했다. Mitsubishi 중공업은 이 프로젝트에서 세계 최대급 7MW 부유식 해상풍력터빈을 건조하고 있다. 우리나라는 동해안 먼 바다와 제주도 남방 먼 곳에 우수한 해상풍력 자원이 있다. 이 연구가 이동식 부유 해상풍력터빈 단지를 계획할 때 도움이 될 것이다.

저자

S.F. Rodrigues. Teixeira Pinto, M. Soleimanzadeh, Peter A.N. Bosman, P. Bauer

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2015

권(호)

89()

잡지명

Energy Conversion and Management

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

933~941

분석자

신*순

분석물

• 이동 부유식 풍력터빈으로 구성된 해상 풍력단지의 후류 손실 최적화.pdf [508,395 byte]

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