확장된 풍력단지에서 터빈 간격이 출력에 미치는 영향

전문가 제언

○ 여러 범위의 횡 방향과 유동방향 간격조합을 갖는 풍력터빈 배열을 위한 확장된 풍력단지의 대형 와류의 결과가 제시되었다. 결과는 [3,5,8]D(D는 터빈 지름) 범위의 완전히 발달된 체제에서 횡 방향간격을 갖는 어긋나는 배열로 정돈된 풍력단지의 전력출력은 횡 방향과 유동방향 터빈간격의 기하학적 평균에 주로 의존하는 것을 보여 주었다.

○ 대조적으로, 완전히 발달된 체제에서 정렬된 배열의 전력출력은 유동방향 터빈간격에 강력하게 의존하고 횡 방향간격에 약하게 의존하는 것을 보여 주었다. 후류손실에 흥미 있는 전력출력은 얼마나 많은 운동 에너지가 평균유동에 의하여 풍력터빈영역으로 전달되었는지의 방법인 수직운동에너지유동과 잘 연관되어 있다. 정렬된 배치와 엇갈린 배치사이의 비교는 수직운동에너지 유동이 엇갈린 배치보다 정렬된 풍력단지에서 터빈기둥을 따라 더 국부적이 되었다. 이 추가적인 혼합이 정렬된 풍력단지를 위하여 비교적 신속한 후류회복을 야기한다.

 

○ 서울대학교의 손은국 등은 결합된 수치모델을 사용하여 최적 풍력단지 효율을 위한 터빈간격 특성을 조사하였다. 상류터빈으로부터의 후류효과가 로터평면의 속도분포를 결정할 수 있는 모델에 의하여 예측되었다. 결과는 첫 번째 줄 터빈과 두 번 째줄 터빈사이의 간격이 전체 단지 효율에 중요한 것을 보여주었다.

○ 풍력터빈 위치를 위해 제안된 확실한 포인트 선택(DPS: Definite Point Selection)이 풍력단지 레이아웃 최적화를 위해서 성공적으로 적용되었다. 결과는 이 기술이 전의 작업보다 더 최적의 결과를 주는 것을 보여 주었다. 일정방향으로 균일한 풍력인 경우는 모든 내부 각도가 90°인 풍력단지가 적당한 반면, 다양한 방향으로 다양한 풍속을 갖는 경우는 두 반대 내부 각도 120°와 나머지 두 각도 60°를 갖는 풍력단지 치수가 적당하다.

 

○ 우리나라 서남해안에 계획 중인 2.5GW 단지의 Layout 설계에 Stevens의 CWBL 대형 회오리 모사를 활용하고, 어민들과 상생할 수 있도록 모노 폴 기초에 어류 양식시설을 통합하는 것을 적극 권장한다.

저자

Richard J.A.M. Stevens, Dennice F. Gayme and Charles Meneveau

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2016

권(호)

19()

잡지명

Wind Energy

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

359~370

분석자

신*순

분석물

• 확장된 풍력단지에서 터빈 간격이 출력에 미치는 영향.pdf [480,427 byte]

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