QuikSCAT 위성 관측 자료를 이용한 한반도 해상풍력 자원 평가

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Wind energy resources around the Korean peninsula are investigated using the QuikSCAT satellite data from Jan 2000 to Dec 2008. The QuikSCAT satellite is a specialized device for a microwave scatterometer that measures near-surface wind speed and direction under all weather and cloud conditions. Wind speed measured at 10 m above from the sea surface was extrapolated to the hub height by using the power law model. It has been found that the high wind energy is prevailing in the south sea and the east sea of the Korean peninsula. From the limitation of seawater depth for piling the tower and archipelagic environment around the south sea, the west and the south-west sea are favorable to construct the large scale offshore wind farm, but it needs an efficient blade considering relatively low wind speed.
The QuikSCAT satellite data are compared with the computed wind resource map and measured data offered from the Korea Meteorological Agency. The compared data at the later half of the year coincide very well each other.
Wake effects behind the Wi-do island at south-west sea of the Korean peninsula are also carried out to develop the offshore wind farm nearby the island. The principal wind direction can be determined from the data processing of the QuikSCAT satellite data around the island. Computational fluid dynamics is adopted to investigate the wake effect. About 5% of the velocity defect and 14% of the output loss are observed behind the Wi-do island.

목차 (Table of Contents)

• 목차 ⅰ
• Abstract ⅲ
• 그림목차 ⅴ
• 표 목 차 ⅶ
• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구 배경 1
• 1.2 문헌 연구 및 연구 동향 4
• 1.1.1 풍황데이터 분석 4
• 1.1.2 섬의 후류 영향 평가 5
• 1.3 연구 목표 6
• 제 2 장 한반도 주변 해상 풍력 자원 평가 7
• 2.1 QuikSCAT 위성데이터를 이용한 풍황 특성 평가 7
• 2.1.1 QuikSCAT 위성 7
• 2.1.2 데이터 분석 및 관측 범위 9
• 2.1.2.1 데이터 분석 9
• 2.1.2.2 관측 범위 11
• 2.1.3 QuikSCAT 위성 데이터 분석 결과 12
• 2.1.3.1 한반도 주변의 연도별 평균 풍속 분포 12
• 2.1.3.2 한반도 주변의 연도별 평균 풍력에너지 밀도 18
• 2.1.3.3 특정지점에서 연도별, 월별 평균 풍속 변화 23
• 2.1.3.4 특정지점에서 풍력에너지 밀도 등급 29
• 2.1.3.5 특정지점에서 풍속 ․ 풍력에너지 밀도에 대한 바람장미 30
• 2.1.3.6 특정지점에서 풍속에 대한 상대도수분포 35
• 2.2 기상청 지상 관측 자료(AWS)를 이용한 풍황 특성 평가 43
• 2.2.1 지상관측자료(AWS) 관측 지점 및 데이터 분석 43
• 2.2.1.1 관측지점 43
• 2.2.1.2 연도별 평균 퓽속 45
• 2.2.1.3 상대도수 분포 47
• 2.3 기상청 수치모델 자료를 이용한 풍황 특성 평가 52
• 2.4 위성과 기상청 데이터 비교 54
• 2.5 한반도 주변 수심 분포 61
• 제 3 장 유동해석을 통한 섬의 후류 영향 평가 63
• 3.1 수치 해석 과정 63
• 3.1.1 해석영역 및 경계조건 63
• 3.1.1.1 해석 영역 63
• 3.1.1.2 경계 조건 64
• 3.1.2 수평/수직 방향의 유속 측정 위치 64
• 3.1.3 격자 생성 65
• 3.2 수치 해석 및 결과 68
• 3.2.1 높이와 거리에 따른 평균 속도 68
• 3.2.2 후류 손실 70
• 3.2.3 위치별 시간에 따른 속도 변화량 71
• 3.2.4 고도에 따른 속도 형상 76
• 제 4 장 결론 77