• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.404-408
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• 2007

현재 국내에서 운용중인 풍력발전시스템은 국내 풍력자원에 대한 정확한 정보의 부재와 국내 풍황에 맞지 않는 국외 모델을 그대로 운용하는 등의 몇 가지 문제를 드러내었다. 본 연구의 목적은 국내 연안의 해상에서 한국형 해상풍력터빈을 설치하기 위한 잠재적 최적위치와 풍황자료 산출 최적화 알고리즘을 구현하는 것이다. 최적화 알고리즘은 얕은 수심 분포와 연안에서의 거리를 제약조건으로 하고 최대 에너지밀도를 가진 지점을 구하는 것으로 정식화하였다. 풍황자료 산출을 위해서 국내 연안의 해상 풍황자료를 포함하는 기상풍황자료를 통계적 모델로 분석하여 바람지도를 작성하였다. 이 바람지도를 이용하여 지질 통계학 분야의 관측기법인 크리깅 모델을 구성하고, 전역최적화기법인 유전자알고리즘을 이용하여 제약조건을 만족하는 최대에너지밀도값과 그 위치를 도출하였다. 수치최적화 결과 우리나라 풍력 자원의 대략적인 잠재량과 현황파악이 가능하였고, 해상풍력발전단지가 조성 가능한 개략적인 위치를 예측할 수 있었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2003.07a
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• pp.371-374
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• 2003

본 연구에서는 200kw급 풍력발전 시스템의 설치 지역으로 고려 중인 제주도 봉개동 지역의 풍황을 계측장비를 이용하여 7개월에 걸쳐 조사하였다. 측정된 자료들과 자체 제작 분석 프로그램을 사용하여 설치 예상 지역의 연간 예상 발전량 및 이용률 등과 같은 풍력자원을 분석하였다. 또한, 풍력자원 분석결과를 토대로 시스템의 설치 당위성 및 타당성의 판단기준의 하나인 발전단가 및 투자회수기간을 구하는 경제성 분석을 수행하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.768-769
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• 2007

국내의 풍력자원과 계통자원을 함께 고려해 강원도 풍력발전단지의 최적입지 타당성을 검증. 국내의 풍황 자료를 조사하고 우수한 지역 5곳을 선정한 후, WASP 프로그램을 이용해 최대 에너지 생산 가능한 지역에 풍력발전기의 배치를 결정하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2007.11a
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• pp.199-201
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• 2007

국내 발전 단지내 부지의 효율을 높이기 위해 계측설비를 설치하여 풍속, 풍향, 밀도 등의 원시자료를 확보하고, 풍력자원 분석을 수행하였다. 분석된 풍력자원과 기본 입지자료, 관련여건 등을 고려하여 풍력발전 시스템 건설에 지표가 될 수 있는 경제성 및 타당성 분석을 수행하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.40 no.4
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• pp.201-212
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• 2016

A Wind resource assessment and optimal micrositing of wind turbines were implemented for the development of an onshore wind farm of 30 MW capacity on Gadeok Island in Busan, Republic of Korea. The wind data measured by the automatic weather system (AWS) that was installed and operated in the candidate area were used, and a reliability investigation was conducted through a data quality check. The AWS data were measured for one year, and were corrected for the long term of 30 years by using the modern era retrospective analysis for research and application (MERRA) reanalysis data and a measure- correlate-predict (MCP) technique; the corrected data were used for the optimal micrositing of the wind turbines. The micrositing of the 3 MW wind turbines was conducted under 25 conditions, then the best-optimized layout was analyzed with a various wake model. When the optimization was complete, the estimated park efficiency and capacity factor were from 97.6 to 98.7 and from 37.9 to 38.3, respectively. Furthermore, the annual energy production (AEP), including wake losses, was estimated to be from 99,598.4 MWh to 100,732.9 MWh, and the area was confirmed as a highly economical location for development of a wind farm.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.185.1-185.1
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• 2010

원격탐사(remote sensing)란 관측 대상과의 접촉 없이 멀리서 정보를 얻어내는 기술을 말한다. 기상관측분야에는 이미 소다(SODAR) 장비가 폭넓게 사용되거 왔으나 최근 풍력자원평가(wind resource assessment)를 위한 풍황측정에 SODAR와 더불어 라이다(LIDAR)가 적극적으로 활용되기 시작하고 있다. 참고로 SODAR(SOnic Detection And Ranging)는 수직 및 동서 남북 방향으로 음파를 발생시키고 대기유동에 의해 산란 반사된 에코를 수신하여 진동수 변화와 반사에코 강도를 측정하여 각 방향의 에코자료를 벡터 합성함으로써 풍향 및 풍속을 산출하는 원리이다. 반면 LIDAR(Light Detection And Ranging)는 비교적 최근에 풍황측정 용도로 개발된 레이저 탐지에 바탕을 둔 원거리 센서로, 공기입자(먼지, 수증기, 구름, 안개, 오염물질 등)에 의해 산란된 레이저 발산의 도플러 쉬프트(Doppler shift)를 이용하여 풍향 및 풍속을 측정하는 원격탐사 장비이다. 풍력자원평가 측면에서 라이다는 그 정확도가 IEC61400-12에 의거한 풍황탑(met-mast) 측정자료 다수와의 비교검증 실측평가(Albers et al., 2009)를 통하여 입증된 바 있다. 한편 한국에너지기술연구원에서 운용 중인 라이다 시스템은 그림 1의 우측 그림과 같이 1초에 $360^{\circ}$를 스캔하여 50지점에서 반사되는 레이저를 스펙트럼으로 측정하되 설정된 관측높이에서 풍속은 샘플링 부피(sampling volume)의 평균값으로 정의된다. 그런데 샘플링 부피는 설정된 관측높이로부터 상하 12.5m, 총 25m의 높이구간에서 관측한 스펙트럼의 평균값을 그 중앙지점에서의 풍속으로 환산하는 알고리듬(algorithm)을 채택하고 있다. 따라서 비선형적으로 변화하는 풍속연직분포 관측 시 풍속환산 알고리듬에 의한 측정오차가 개입될 가능성이 존재하는 것이다. 이에 본 연구에서는 라이다에 의한 풍속연직분포 측정 시 샘플링 부피의 구간 평균화 과정에서 발생하는 불확도(uncertainty)를 정량적으로 분석함으로써 라이다에 의한 풍속연직분포 관측의 불확도를 정량평가하고자 한다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 2010.04a
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• pp.79-79
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• 2010

이 연구는 북한지역의 풍력 자원을 조사하기 위한 사전 연구로 30년간의 북한 지역의 27개 지상 관측소의 풍속 (고도 10 m)을 수집하였다. 이 풍속을 고도 50 m로 환산하였으며, 풍속의 확률밀도함수를 Weibull 함수로 가정하여 분석하였다. 30년 동안의 지상 관측 자료를 바탕으로 볼 때, 대체적으로 황해도 해안지역과 개마고원지역에서 평균 풍속이 북한 전역에서의 평균 풍속 4.0 m/s 보다 큰 지역이 나타났다. 따라서, 해안지역에서 바람 자원이 풍부함을 알 수 있었다. 지역의 차이는 있으나, 봄철 동안의 주풍은 북서풍과 남풍계열이 대등하게 나타나고 있으며, 여름은 남풍계열의 바람이 주풍으로 변하며, 가을과 겨울 동안 북서풍 계열이 주된 바람이었다. 고도 80 m 에서 풍속이 5 m/s 이상 지속되는 기간이 연간 30% 이상인 주요 6지점 중 장진을 제외한 나머지 네 곳은 해안에 위치함을 알 수 있다. 북한 지역 내륙의 중심부인 장진에서 연간 평균풍속 4.7 m/s 이상으로 관측 되었다. 이 지역은 개마고원 일대로 낭림산맥과 함경산맥의 두줄기가 만나는 곳으로 산맥에 의해 뒤쪽이 막혀있어 바람이 집중되어 높은 풍속을 나타낸 것으로 보인다. 또한 이 지역은 고원지대에 위치하여 북쪽에서 고도 1 km 이상에서 강하게 불어오는 북서풍의 영향으로 풍속이 높게 나타나는 것으로 보인다. 이 연구에서 사용한 관측자료는 단순히 지상의 풍속과 풍력으로만 분석한 것이므로 몇 가지 제약성을 가지고 있어 추후 보강이 필요하다. 관측지점의 지리적 위치나 주변의 환경에 따라 풍황의 변화가 크게 달라질 수 있으므로, 북한의 지형적인 요인을 고려한 정확한 실측을 통해 정확도를 높이는 풍력 자원 조사가 뒷받침 되어야 한다. 이 연구의 가치는 30년간의 바람 자료를 이용하였기 때문에 북한 지역에서의 풍황을 보는데 중요한 정성적 자료로 쓰여질 수 있으리라 본다. 또한, 이 자료를 바탕으로 풍력에너지 발전의 후보지 선정에 유용하게 활용되기를 기대하며, 더 나아가 두 나라 간에 에너지 교류가 활발히 이루어지기를 바란다.

• Solar Energy
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• v.10 no.2
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• pp.3-9
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• 1990

The recent technology of Wind Energy Conversion System(WECS) in the world is well-developed and the feasibility of WECS is better than the past time. So, it is necessary to re-analyze the characteristics of wind energy in this country. This paper deals with the analysis of wind energy distribution in Korean Peninsula, Cheju and Ullung island. The assessment was performed based on the raw data collected 64 meteorological stations for the last 10 years. The wind energy characteristics were analyzed hourly, monthly, seasonally and annually. The Weibull distribution was assumed and two parameters in all areas were calculated and the wind energy potential distribution in Korea was obtained.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.63.1-63.1
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• 2011

본 연구에서는 제주 삼달 지역의 Hub 높이에서 측정된 실측 자료와 기상청에서 측정된 AWS 자료 1년(2010년)치를 토대로 Wind-Pro에 적용하여 풍황자원 분석을 하였다. 허브의 실측높이인 삼달지역 관측자료(100m)와 허브 보정값인 기상청 AWS 자료(15m)를 통해 각각의 연간발전량과 단지 효율을 측정하여 비교 분석하였고 실측높이와 보정치를 이용한 값을 적용하여 발전량 및 효율을 산출 비교하고 이를 통해 그 차이점을 분석하고자 한다. 이는 단지분석 시에 발생될 보정값의 불확도를 판단하는데 그 의의가 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.190.2-190.2
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• 2010

LIDAR는 레이저를 대기에 송출하여 미세먼지의 이동에 의한 도플러 위상차를 검출함으로써 3차원 풍속벡터를 측정하는 원격탐사 장비로, 한국에너지기술연구원은 국내최초로 WindCube LIDAR를 도입하여 운영 중에 있다. LIDAR의 장점은 이동성, 설치의 편리성 외에도 현재까지 풍황탑이 모든 범위를 측정하지 못한 풍력발전기 블레이드 회전면 최고 높이인 지면 150m 까지의 풍속분포를 상세하게 측정할 수 있다는 특장점이 있다. WindCube LIDAR는 총 10개의 측정 고도를 설정할 수 있으며 1Hz로 원시자료를 획득하여 10분 평균자료로 저장한다. 이러한 측정자료를 통하여 기존 기상탑에서 불가능하였던 풍속분포의 정확한 이해와 난류특성의 파악이 가능하게 되었으나 반대급부로 급증한 측정자료의 정리와 분석에 많은 시간과 노력이 필요하게 되었다. 이에 한국에너지기술연구원에서는 LIDAR 측정자료의 가공 및 분석에 편리성을 제공하기 위해 KIER-$LidarWind^{TM}$ 프로그램을 개발하였으며, 2차원 등치선도 및 3차원 풍속분포 그래프를 시각함으로써 입체적인 가공 및 분석이 가능하도록 하였다.