풍력단지의 최적화 운영방법

전문가 제언

 

○ 풍력터빈의 후류로 인한 평균 전력손실은 총 출력의 10∼20% 정도이므로 후류로 인한 전력손실을 최소로 하는 터빈 배치는 전체 풍력단지 경제의 중요한 요소이다. 후류효과의 영향에 의해 하류 터빈에서 생성되는 전기에너지만큼 감소하고, 후류에 의한 난류가 부품의 마모를 증대시켜 후류 풍력터빈의 수명은 그만큼 감소하게 된다.

 

○ 이 발명은 상류 및 하류 풍력터빈으로 구성된 풍력단지의 운영방법에 관한 내용이다. 이 운전방법은 먼저 풍력단지에 관한 일정한 기간 동안의 미래 바람조건을 수집하고, 하류터빈의 후류효과를 최소화하는데 필요한 운전변수를 평가하고, 운전변수를 소요되는 수준까지 변화하기 위한 비용계수를 결정하고, 설정된 기간 동안에 전력 생산량을 계산한다.

 

○ 현재 바람조건 하에서 현재 운전변수에 의해 운전될 경우와 미래 바람조건 하에서 필요한 운전변수에 의해 운전될 경우의 두 가지 경우에 대해 전력생산량을 계산한다. 비용계수가 전력 생산증가에 기인한 비용보다 낮을 경우에는 필요 운전 변수에 의해 상류 터빈을 운전한다.

 

○ 전북대 박근성 등은 제주도 성산풍력발전단지의 후류 손실 및 터빈 재배치에 관한 연구에서 후방에 위치한 터빈 간격을 8D 이상으로 설치하면 후류영향을 줄일 수 있음을 확인하였다. 한국에너지연구원 김도형 등은 50MW 해상풍력단지의 설계 시 후류에 의한 발전량의 영향과 단지 배치에 따른 경제적 비용을 도출하여 경제성 분석을 실시하였다.

 

○ 후류가 풍력단지에 미치는 영향은 터빈사이의 간격, 풍향, 풍속의 분포 등 바람의 성질에 의존한다. 바람조건은 수정할 수 없지만, 풍력단지 레이아웃은 후류 효과 감소를 목적으로 수정하여 풍력단지 성능을 최적화 할 수 있다. 우리나라는 육상보다 해상풍력 자원이 풍부하다. 후류효과와 계절에 따른 바람 조건을 고려하여 풍력터빈의 최적화 배열을 통해 해저 케이블 공사비를 고려한 경제성을 확보하고 후류 간섭 영향을 줄여 풍력단지를 효율적으로 운영하여야 한다.

 

저자

ABB Technology AG

자료유형

니즈특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2016

권(호)

WO20160102154

잡지명

PCT특허

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

~18

분석자

나*주

분석물

• 풍력단지의 최적화 운영방법.pdf [531,376 byte]

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