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풍황탑 차폐영향 보정 프로그램 KIER-ShadeFree<sup>TM</sup>
김현구(Kim, Hyun-Goo),정태윤(Jeong, Tae-Yoon),장문석(Jang, Moon-Seok),전완호(Jeon, Wan-Ho),윤성욱(Yoon, Seong-Wook) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11
풍력자원평가를 위해 풍력단지 개발대상지의 국지풍황 대표지점에 설치하는 풍황탑(met-tower 또는 풍황마스트; met-mast)은 모노폴(monopole), 삼각단면 트러스 또는 사각단면 트러스 구조를 갖는다. 풍향계 및 풍속계는 이러한 지지구조물에 의한 풍속의 교란 또는 차폐영향을 최소화하기 위하여 긴 붐(boom)의 끝단에 설치되지만 계측기가 풍황탑의 직후방 후류영역에 놓이게 될 경우 차폐영향을 완전히 피하기는 어렵다. 저자들의 선행연구에 따르면 풍황탑 차폐영향은 평균풍력밀도의 경우 2.5% 이상의 오차를 유발할 수 있으므로 풍력자원평가 시 필히 고려되어야 할 불확도 요인인 것이다. 이에 한국에너지기술연구원에서는 풍황탑 주위의 대기유동장을 전산유동해석을 이용하여 차폐영향의 정도를 정량적으로 수치모사함으로써 이를 보정하는 기술을 개발한 바 있다(현재 특허심사 중). KIER-ShadeFree^{TM}는 이 특허기술을 프로그램화 한 것으로, 시범적으로 다수의 풍황탑 풍력자원 측정자료에 적용하여 상당한 보정효과에 의한 풍력자원평가의 정확도 향상효과를 볼 수 있었다.
이희남(Rhee, Hui-Nam),김태성(Kim, Tae-Sung),전완호(Jeon, Wan-Ho),김현구(Kim, Hyun-Goo) 한국태양에너지학회 2013 한국태양에너지학회 논문집 Vol.33 No.1
It is difficult to avoid measurement errors caused by the shading effect of the meteorological tower, which is used for wind resource assessment according to the IEC Standard. This paper presents a validation of the computational flow analysis results by comparing the results with the wind tunnel experiment conducted for Reynolds numbers in the104 to105 range, for the preparation of a database for use in an automatic method of correcting met-tower shading errors. A three-dimensional simulation employing the MP (Modified Production) k-ԑ turbulence model predicted a wind speed deficit in the wake region according to minimum wind speed ratio, within an MAE (Mean Absolute Error) of 2.4%.
Analysis of the Effect of Met Tower Shadow using Computational Fluid Dynamics
김태성(Kim, Taesung),이희남(Rhee, Huinam),김현구(Kim, Hyun-Goo) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11
When the wind speed is measured by the met-mast sensor it is distorted due to the shadow effect of tower. In this paper the tower shadow effect is analyzed by a computational fluid dynamics code. First three dimensional modeling and flow analysis of the met-mast system were performed. The results were compared with the available experimental wind-tunnel test data to confirm the validity of the meshes and turbulence model. Two-dimensional model was then developed based on the three-dimensional works and experimental data. 2D analysis for various Reynolds numbers and turbulence strengths were then performed to establish the tower shadow effect database, which can be utilized as correction factors for the measured wind energy.
김현구,강용혁 한국풍공학회 2012 한국풍공학회지 Vol.16 No.4
The national wind resource map is used as fundamental and core information across the sectors of policy, business and research in the wind energy field. Therefore, all countries with advanced renewable energy continue to update the temporal and spatial resolutions of their national wind resource maps as well as perform annual updates. This paper analyzes the spatial distributions of annual mean wind speed, maximum wind speed, seasonal mean wind speed, mean wind power density, wind profile exponent, Weibull shape and scale parameters from the recently updated 2010 wind resource map of the Korean Peninsular. In addition, time-series data are analyzed at HeMOSU offshore meteorological-tower and Youngduk Wind Farm by selecting them as contrast comparison locations. 국가 풍력자원지도는 풍력분야 정책·산업·연구섹터 전반에 걸쳐 핵심적 기반자료로서 활용된다. 그렇기 때문에 재생에너지 선진국에서는 지속적으로 국가 풍력자원지도의 시·공간해상도 및 연도별 갱신을 진행하고 있다. 본 논문에서는 최신 2010년도 한반도 풍력자원지도 갱신자료로부터 한반도의 평균풍속, 최대풍속, 계절별 풍속분포, 평균풍력밀도, 풍속분포지수, 와이블 등급계수와 형상계수 등의 공간분포 특성을 분석하였다. 또한 해모수 해상풍황탑 설치지점과 영덕 풍력발전단지를 대조지점으로 선택하여 시계열 격자점 자료를 분석하였다.