• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.353-359
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• 2006

풍력에너지 연구개발은 1970년대 에너지 위기 이후 시작되어 1980년대 초반까지 가격 경쟁력과 기술 부족으로 상용화에 이르지 못하였다. 그러나 1980년대 중반 미국을 시작으로 상업발전에 성공하여 100kW급 풍력발전시스템이 대량 보급되기 시작하였다. 1990대에는 덴마크, 독일, 스페인 등에서 대규모 풍력시장이 형성되었고, 2000년대 들어 대형화에 성공하여 기존 발전에 대한 시장경쟁력을 확보하게 되었다. 본 논문에서는 풍력에너지 보급 확산을 촉진하기 위해 풍력발전 시장의 동향분석과 함께 기술 특성을 분석하였으며 보급 촉진을 도모할 수 있는 확산 전략들을 제시하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.181.2-181.2
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• 2010

탄소함유 에너지원의 고갈과 가격상승, 이들 에너지 사용에 수반되는 지구 온난화 문제들로 세계는 새로운 에너지원을 도입하고자 노력하고 있다. 그 중 풍력에너지는 자원이 풍부하고 끊임없이 재생되며 광범위한 지역에 분포되어 있고, 운전 중에 온실가스의 배출이 없다는 점에서 가장 경제성이 있고 유용한 에너지원으로 인식되고 있다. 풍력발전기는 선진 국가에서부터 꾸준히 성장해 왔으며, 그 성능을 개선시키기 위하여 많은 연구가 진행되고 있다. 풍력발전기를 설치하여 발전단지를 조성함에 있어서 발전량을 예측하기 위해서 발전기가 세워질 모든 지점에 허브높이의 실측타워를 세워 풍황데이터를 측정하여야 하지만 이런 방법은 재정적인 부담이 매우 크다. 따라서 본 논문에서는 서산기상대에서 측정된 기상데이터를 이용하여 태안해안국립공원내 만리포해수욕장 지역의 풍황 및 발전량을 예측하였다. 이 때 풍황 및 발전량 예측은 풍력단지 설계를 목적으로 사용되고 있는 WindPRO Basic과 WAsP-Interface 모듈을 이용하였다. 이렇게 예측된 풍황을 이용하여 발전단지를 조성하고, PARK 모듈을 사용하여 발전단지의 에너지를 계산하였으며, WindBANK 모듈을 이용하여 단지의 경제성을 평가하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.282-283
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• 2015

세계 각국은 에너지 환경, 안보 및 경제에 능동적으로 대처하기 위해 신재생에너지 개발에 국가적 역량을 집중하고 있으며, 그 중 기술의 완성도 및 경제성이 가장 앞서있는 풍력발전 분야의 참여 비중을 점점 확대하고 있는 추세이다. 그러나 풍력에너지 활용의 효율성, 전력의 품질면에서 1~2기 정도의 풍력발전기의 계통연계는 효과적이지 못하기 때문에, 수기에서 수십기의 대용량 풍력발전기로 구성된 대단위 풍력발전단지를 통해 전력을 생산, 공급하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 논문에서는 RTDS 시뮬레이터를 이용하여 제주도 한경풍력발전단지의 실시간 시뮬레이션 환경을 구축할 수 있는 3MW급 DFIG 풍력발전기를 모델링하여, 3MW, 5기로 구성된 풍력발전단지를 RTDS를 이용하여 구현하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.181.1-181.1
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• 2010

기후변화의 주요인이 되는 온실가스 감축을 목표로 화석연료를 대체하기 위한 대체 에너지 개발을 위한 많은 노력이 진행되고 있다. 풍력 에너지와 같은 신재생에너지는 이러한 하나의 해결 수단이 될 수 있으며 풍력 에너지 사업의 활성화를 위해서는 정확한 풍력 정보 제공이 우선이다. 풍력-기상자원지도는 풍력 발전에 유용한 정보 제공을 위한 목적으로 중규모 수치 모델을 이용하여 작성된다. 본 연구에서는 중규모 수치 모델의 정확도 향상을 위한 자료동화 방법으로써 Four-Dimensional Data Assimilation (FDDA) 방법을 이용한다. 풍력-기상자원지도는 공간분해능 1 km 해상도로 개발된다. 풍력-기상자원지도는 1998-2008년까지의 평균적인 상태에 대하여 모의를 하기 위하여 통계적인 방법으로 11년 기간의 평균과 유사한 기간을 선정하였다. 풍력-기상자원지도는 연 평균, 월 평균 풍속과 주 풍향, 주풍향 발생 비율 등의 정보를 제공한다. 우리나라 풍속의 평균 분포는 내륙 산악지역, 남해안, 제주도에서 강풍이 발생하며 주 풍향은 대체로 북서풍이다. 주 풍향의 발생비율은 산악 지역과 남 동해안에서 높아 풍력 발전의 최적지 정보를 제공한다. 1 km 해상도의 모델과 관측의 오차는 서해안 등의 해안지역보다 강원 산악지역에서 오차가 더욱 증가하였다. 이러한 산악 지역의 오차는 복잡한 지형에서는 1km 미만의 수 백 m 해상도 수치모의가 필요함을 지시한다. 따라서 본 연구에서는 WRF-LES 모형을 이용하여 333m 해상도의 기상자원지도를 개발한다. 333m 해상도의 자원지도 영역은 강원도 지역에 대하여 모의되었다. 333m 해상도의 풍속 분포는 1km 해상도의 풍속 분포와 비교하였을 때 풍속의 분포가 보다 세밀하게 표현되었다. 정량적인 검증을 하였을 때 관측소에 따라 차이는 있었으나 1km 해상도에서 과대 모의된 풍속의 분포가 현저히 개선이 되었으며, 시간적인 경향도 잘 일치함을 보였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.183.2-183.2
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• 2010

본 개발에서의 해상용 풍력발전기는 크게 허브와 블레이드를 합한 상부 구조물, 전기 발전기와 연결 조인트의 중간구조물, 각종 제어 장치가 들어있는 제어박스로 나누어진다. 상부 구조물은 Circular Hub 타입의 Darrieus 형상으로 양력(lift)을 이용한 회전력이 발생하며, Circular Hub 타입은 기존의 허브와 블레이드를 연결하여주는 암(arm)에 의해 유발되는 항력토크를 최소화 하기 위한 신개념 형상설계가 이루어 졌으며, 저속에서 우수한 회전특성을 가진다. 이는 바람을 받아 기계적 에너지로 전환 하는 역할을 하며, 풍력발전기의 성능에 직접적인 영향을 미친다. 중간구조물의 전기발전기는, 상부에서 발생된 기계적 에너지를 이용하여 전기적 에너지로 전환 하는 역할을 수행한다. 이렇게 전환된 전기적 에너지는 하부의 제어박스를 거쳐서 해상용 부이(buoy)의 하단에 위치한 베터리 뱅크로 전달, 저장되어 부이에서 쓰이는 전력을 충당하게 된다. 한편 본 개발은 풍력발전기의 공력하중 해석과 로터블레이드의 설계, 풍력발전기의 구조, 진동해석, MPPT 제어컨트롤러와 Breaking controller, 풍동 및 차량시험을 통한 성능평가 및 분석 등의 순으로 개발을 수행하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.6B
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• pp.617-625
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• 2010

The selection of a site where strong wind blows is important to increase effectively the electricity of wind power in proportion to the cube of the wind speed. It is advisable to establish the wind turbine in the coastal area with strong wind speed rather than in the inland. And the development of offshore wind energy is expected to solve the noise problem that is one of the important weaknesses in the wind turbine. In the process of the development business of wind energy, knowing forehead the wind power possibility in any area is one of the essential factors to choose the most optimum site of wind power. In this paper, the potential of wind power around JeJu coastal area is examined by using the wind data that Korea Meteorological Administration has surveyed for 10 years in 14 observation points. Wind speed data is revised to wind speed in 80 meters assuming installation height of the wind turbine, and wind power density and annual wind energy are also calculated. And annual electricity generation and percent of energy efficiency in all the observation points are estimated by using the information about 3,000 KW wind turbine.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1885-1889
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• 2006

제주지역은 대륙과 해양을 연결하는 요충지로서 한라산을 중심으로 동서사면은 $3{\sim}5^{\circ}$의 완만한 경사를 이루고 있다. 연평균 강우량은 1,975mm로서 국내 최다우 지역이나 제주도의 지질 특성상 도내 대부분의 지역이 투수성이 높은 다공질 현무암으로 구성되어 있는 관계로 지표수의 발달이 미약한 반면 지하수가 풍부하게 부존되어 있으며 기저지하수, 준 기저지하수, 상위지하수, 기반암지하수로 이루어져 있다. 최근 우리나라의 교토의정서 비준으로 인한 온실가스 감축이 불가피함에 따라 대체 재생가능한 에너지를 이용한 풍력발전시대가 도래하고 있으며, 제주 행원풍력발전단지에 설치된 총 15기 발전장치의 현실성과 경제성 입증을 통해 제주지역의 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 제안하였다. 본 연구는 제주, 고산, 서귀포, 성산포지역에 대한 제주지방기상청 연평균 풍속자료$(2004{\sim}2005)$를 통하여 대상지역내 적용 가능한 로터(Roter), 나셀(Nacelle), 타워(Tower), 발전기를 포함한 발전장치를 선정하였으며, 공기역학적(Aerodynamic)특성에서 전기에너지로 변환한 풍력에너지를 지하수 취수시스템으로 적용하기까지의 전력공급절차를 도출하였다. 또한 생산되어진 풍력에너지 용량에 적용 가능한 수중.육상모터펌프를 산정하여 '제주도 지하수개발.이용시설 설치 및 관리기준(2004)'에서 제시한 구조도를 바탕으로 대상지역내 지하수위를 고려한 지하수 취수시스템을 도시하였다. 제주도는 지형 및 지질적인 특성상 수자원을 지하수에 의존할 수밖에 없는 특수한 지역이므로 2002년말 통계를 살펴보면 생활용, 공업용, 농업용으로 각각 57만$m^2$, 11만$m^2$, 56만$m^2$를 포함한 1일 최대 124만$m^2$의 지하수를 사용하고 있다. 따라서 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 도입하여 재생가능한 에너지이용 효과와 세계인이 공감하는 청정한 관광자원으로 활용 가능할 것이라 판단된다.

• Journal of Wind Energy
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• v.4 no.1
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• pp.68-74
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• 2013

Offshore wind farm is being increased since there are much trouble to develop onshore wind farm. But in the offshore, wind turbine wake does not dissipate less than onshore wind turbine because of low turbulence level. Thus this remained wake interacted to other wind turbine. This interaction reduces energy production in wind farm and have a bad influence on fatigue load of wind turbine. In this research, CFD model was constructed to analyze wake effect in offshore wind farm. A method that wind turbine rotor region was modelled in porous media was devised to reduce computation load and validated by comparison with Horns Rev measurement. Then wake interaction between two wind turbine was analyzed by devised porous model.

• Journal of the Korean Academic Society of Industrial Cluster
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• v.3 no.1
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• pp.11-25
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• 2009

Wind power is the most rapidly growing energy source in the world. Increased focus on climate changes and renewable energy is supporting the wind power industry in gaining momentum. Noksan wind cluster in Busan has been a major area in manufacturing the elementary parts of wind turbine. Despite growing recognition of the significance of Noksan, there has been only limited attention paid and in recent years. This paper reviews the literature of the current burning issues in wind turbine industries in the western countries. In addition, it describes the present state of Noksan wind power generation cluster and suggests the future plans to make it more effective complex.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.10a
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• pp.334-338
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• 2008

현재 세계적으로 풍력터빈의 설치 용량이 점차 증가함에 따라 계통에 연계되는 에너지양 또한 급격하게 증가하였다. 풍력터빈의 크기 및 수가 적었던 예전에는 전형적인 분산형 전원으로서 계통에 소규모 외란이 발생하였을 경우, 풍력터빈은 운전이 정지되었으며 그로 인해 계통에 미치는 영향은 거의 무시될 수 있었다. 하지만 최근에는 계통에 영향을 줄 만큼 풍력발전단지가 증가함에 따라 계통 외란에 대해서 운전을 정지하지 않고 계통에 협조하는 특별한 형태로 그 역할이 변경되고 있다. 그래서 이미 많은 나라에서는 그 나라에 맞는 계통연계규정(Grid Code)을 만들어 풍력터빈들이 계통에 미치는 영향에 대해 재평가가 이루어지고 있으며 이제는 짧은 순간의 계통 외란에서도 풍력터빈은 지속적인 운전을 해야 하는 LVRT 기능을 법제화하고 있는 추세이다.