KR20050063616A - Wind resource mapping method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 풍력 사업을 실시함에 있어서 풍력발전에 적합한 사업대상지를 선정하고 단지조성을 위한 전력생산량을 예측하는데 기본 정보가 되는 풍력자원지도를 체계적으로 제공할 수 있는 풍력 자원 지도화 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 방법은, 기상 정보 체계로부터 전국에 산재한 기상관측소에서 측정된 기상관측자료를 가공하고, 지리 정보 체계로부터 풍력발전과 관련된 지리정보 및 지형정보를 가공하여, 수치기상모델과 국지풍계의 세부분류법을 이용하여 3차원 지면바람장을 전산유체역학적으로 계산함으로써 풍력발전사업에 필수적으로 요청되는 풍력자원 공간분포 정보를 구축하는 풍력자원 지도를 제공하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a wind resource mapping method that can systematically provide a wind resource map, which is the basic information for selecting a project target suitable for wind power generation and predicting the power production for the construction of a wind power project. The method according to the invention processes the meteorological observation data measured at meteorological stations scattered throughout the country from the meteorological information system, and the geographic information and the topographical information related to wind power generation from the geographic information system. Computational hydrodynamic calculation of 3D ground wind field using classification method provides wind resource map for constructing wind resource spatial distribution information which is required for wind power generation project.
Description
본 발명은 풍력 사업을 실시함에 있어서 풍력발전에 적합한 사업대상지를 선정하고 단지조성을 위한 전력생산량을 예측하는데 기본 정보가 되는 풍력자원지도를 체계적으로 제공할 수 있는 풍력 자원 지도화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wind resource mapping method that can systematically provide a wind resource map, which is the basic information for selecting a project target suitable for wind power generation and predicting the power production for the construction of a wind power project.
풍력 발전은 어느 곳에나 존재하는 무공해, 무한정의 바람을 이용하기 때문에, 환경에 미치는 악영향이 거의 없고 국토의 효율적인 이용이 가능한 신재생에너지 발전기술로, 1997년 12월 일본에서 체결된 교토 의정서에 의해 지구 온난화의 주범인 온실가스에 대한 전세계적인 배출규제가 구체화되면서 선진국을 중심으로 이미 많은 국가에서 경쟁적으로 이산화탄소 배출량 저감을 위한 노력의 일환으로 경쟁적으로 풍력설비를 보급하고 있다.Wind power generation uses no-pollution and unlimited wind that exists everywhere, and it is a new and renewable energy power generation technology that has little adverse effect on the environment and can effectively use the land.It was signed by the Kyoto Protocol signed in Japan in December 1997. As global emission regulations for greenhouse gases, which are the main culprit of global warming, have been materialized, many countries, including developed countries, are already competitively distributing wind power facilities in an effort to reduce carbon dioxide emissions.
특히 국내는 산업자원부에서 2002년 5월 28일 "대체에너지이용 발전전력의 기준가격 지침"을 시행하고 풍력발전을 포함한 대체에너지 발전전력의 매전 가격을 지정함에 따라 실질적인 풍력발전사업의 활발하게 전개되고 있다.In particular, Korea's Ministry of Commerce, Industry and Energy implemented the “Reference Price Guideline for Alternative Power Generation Power Generation” on May 28, 2002 and specified the sales price of alternative energy generation power including wind power generation. have.
이런 풍력 발전 사업에 의한 경제적 수익성을 보장 받을 수 있는 풍력발전 단지 조성 대상지역이 충분히 확보되어야 하며 이를 위해서는 반드시 전국적인 상세 풍력자원지도가 작성되어야 한다.A sufficient area for the construction of wind farms that can guarantee the economic profitability of such wind power projects must be secured. For this purpose, a detailed national wind resource map must be prepared.
풍력자원지도를 작성하는 기존의 방법은 세 가지로 분류되는데, 첫 번째는 단순히 기상관측소의 측정자료를 선형적으로 보간하는 방법으로 가장 손쉽게 작성이 가능하다는 장점이 있으나 일반적으로 기상관측소간의 거리가 최소 십여 km 이상으로 일정하지 않아, 관측지점 간의 기상학적 상관성이 없기 때문에 보간방식의 물리적인 타당성을 입증하기 어려우며, 특히 우리나라와 같은 산지지형에서는 이러한 방식으로 작성된 풍력자원지도의 정확성과 신뢰성을 확보하기 매우 어렵다는 단점이 있다.The existing methods of generating wind resource maps are classified into three types. The first is simply to linearly interpolate the measurement data of weather stations, which has the advantage of being easy to prepare, but generally the distance between weather stations is minimal. Since it is not constant over 10 km, it is difficult to prove the physical validity of the interpolation method because there is no meteorological correlation between observation points, and especially in mountainous terrain such as Korea, it is very difficult to secure the accuracy and reliability of the wind resource map created in this way. The disadvantage is that it is difficult.
풍력자원지도를 작성하는 두 번째 방법은, Jackson과 Hunt의 선형이론모델을 이용하는 것으로, 현재 가장 보편적으로 이용되는 방법이나, 이때의 선형이론은 국지지형의 경사 및 변화율이 매우 큰 대표적인 산지국가인 우리나라에는 부적합한 것으로 평가되고 있다.The second method of constructing the wind resource map is using the linear theory model of Jackson and Hunt, which is the most commonly used method, but in this case, the linear theory is a representative mountain country with a large slope and change rate Is considered to be inappropriate.
풍력자원지도를 작성하는 세 번째 방법은, 종관풍의 풍향별로 3차원 전산유동해석을 수행하여 풍향별 풍속과 빈도에 따라 해석결과를 중첩함으로써 공간분포를 산출하는 방법으로, 국내에서는 대관령 풍력발전 단지설계에 최초로 적용되어 복잡지형에서도 신뢰도 높은 결과를 제공함이 검증되었으나, 이 방법은 지형에 의한 대기유동 변화특성의 정확한 모사가 가능한 반면 시간에 따라 비정상, 비선형적으로 변화하는 실제의 대기유동 특성이 무시되는 단점이 있다.The third method of generating wind resource map is to calculate spatial distribution by superimposing analysis results according to wind speed and frequency by wind direction by performing three-dimensional computational flow analysis for wind direction of synoptic wind. Although this method has been proven to provide reliable results even in complex topography, this method allows accurate simulation of atmospheric flow variation characteristics due to terrain, while ignoring actual airflow characteristics that change abnormally and nonlinearly with time. There are disadvantages.
따라서, 산지국가인 우리나라에 대하여, 정확한 풍력자원지도를 쉽게 작성할 수 있는 새로운 방법이 요구된다. Therefore, for Korea, a mountainous country, a new method for easily preparing accurate wind resource maps is required.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 풍력발전 단지조성을 통한 풍력사업을 실시함에 있어서 풍력발전에 적합한 사업대상지를 선정하고 단지조성에 의한 전력생산량을 예측하여 사업의 경제성을 평가를 위해 반드시 필요한 풍력자원지도를 제공할 수 있는 풍력 자원 지도화 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems. The purpose of the present invention is to select a project target suitable for wind power generation and to predict the power production by the development of the project. It is to provide a wind resource mapping method that can provide a map of wind resources necessary for economic evaluation.
본 발명의 다른 목적은 우리나라와 같은 산지지형에서도 정확한 지도 작성이 가능한 풍력 자원 지도화방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a wind resource mapping method capable of producing accurate maps even in a mountainous terrain such as Korea.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명은, 기상정보체계로부터 기상관측자료를 검색하여 수치기상모델의 입력자료로 가공하는 기상정보 가공 단계; 지리정보체계로부터 풍력발전 단지조성과 관련된 지표면 거칠기 정보를 검색하여 수치기상모델의 입력자료로 가공하는 지형 정보 가공 단계; 상기 가공된 기상정보 및 지형 정보를 입력받아 국지풍계를 세부분류하여 각각의 분류사례별로 기상수치모델을 이용하여 3차원 지면바람장을 전산유체역학적으로 해석하고 분류사례의 출현빈도에 따라 가중평균하는 수치 모의 단계; 풍력자원의 공간분포를 파악할 수 있도록 상기 수치 모의 결과를 지리정보체계의 지리정보와 연계하여 지도화하는 지도구축단계로 이루어진 풍력 자원 지도화 방법을 제공한다.As a construction means for achieving the above object of the present invention, the present invention, the meteorological information processing step of retrieving meteorological observation data from the meteorological information system and processing the input data of the numerical model; A terrain information processing step of retrieving surface roughness information related to wind power generation complex from geographic information system and processing it into input data of digitizer model; Based on the processed weather information and topographical information, the local wind system is classified into detailed classifications, and the three-dimensional surface wind field is computed and analyzed hydrodynamically using the weather numerical model for each classification case and weighted average according to the frequency of classification cases. Numerical simulation step; The present invention provides a wind resource mapping method comprising a map construction step of mapping the numerical simulation results in association with geographic information of a geographic information system so as to grasp the spatial distribution of wind resources.
더하여, 본 발명에 의한 풍력 자원 지도화 방법에 있어서, 상기 기상 정보 가공 단계는, 국지풍계 특성을 기상통계적으로 분석하는 단계; 및 다수 기상관측소에서 관측된 기상관측자료를 국지풍계특성에 따라서 구분하여, 기상학적 동질성을 갖는 영역을 설정하는 둥지화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the wind resource mapping method according to the present invention, the meteorological information processing step includes the steps of: meteorologically analyzing local wind characteristics; And classifying meteorological observation data observed at a plurality of meteorological observation stations according to local wind characteristics to establish a nest having a region having meteorological homogeneity.
또한, 본 발명에 의한 풍력 자원 지도화 방법에 있어서, 상기 지형 정보 가공 단계는, 수치지형도 및 토지이용지도로부터 해당 풍력 자원의 지도화 대상 지역의 지면 거칠기 정보를 산출하여 제공하는 것을 특징으로 한다.In the wind resource mapping method according to the present invention, the terrain information processing may include calculating and providing surface roughness information of a region to be mapped of the wind resource from the digital topographic map and the land use map.
더하여, 본 발명에 의한 풍력 자원 지도화 방법에 있어서, 상기 수치 모의 단계는, 해당 수치기상모의 해석 영역의 기상정보를 둥지화영역에 따라서 거시규모, 중규모, 미시규모로 구분하여, 거시규모 수치모의 결과를 중규모 수치모의 입력조건으로, 중규모 수치모의 결과를 미시규모 수치모의 입력조건으로 단계적으로 수치모의를 실시하여 정밀한 바람장 정보를 산출하는 것을 특징으로 하며, 더불어, 둥지화 영역의 수치기상모의를 국지풍계 사례별로 독립적으로 수행하고 최종 결과를 사례별 출현빈도로 가중평균 함으로써 시간평균화된 바람장 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the wind resource mapping method according to the present invention, the numerical simulation step may be performed by dividing the meteorological information of the analysis region of the digitizer into macroscopic scale, medium scale, and microscale according to the nesting region. The result is a medium-scale numerical simulation, the results of the medium-scale numerical simulation are subjected to numerical simulations step by step with the input conditions of the micro-scale numerical simulation, and the precise wind field information is calculated. It is characterized by calculating time-averaged wind field information by performing the local wind system independently and weighting average the final results by case frequency.
또한, 본 발명에 의한 풍력 자원 지도화 방법에 있어서, 상기 지도 구축 단계는, 상기 수치 기상 모의로 생산된 바람장 정보를 풍력자원을 평가할 수 있는 풍속, 확률밀도함수(probability density function), 출력밀도(power density), 풍력등급(wind class), Weibull 분포를 나타내기 위한 형상계수(shape parameter) 및 등급계수(scale parameter)의 공간분포도로 가공하여 지리정보체계 방식에 의해 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 한다.Further, in the wind resource mapping method according to the present invention, the map construction step includes a wind speed, a probability density function, and an output density capable of evaluating wind resources for wind field information produced by the numerical meteorological simulation. It is characterized in that it is processed to spatial distribution of shape parameter and scale parameter to represent power density, wind class, Weibull distribution and provided to users by geographic information system method. do.
더불어, 본발명에 의한 풍력 자원 지도화 방법에 있어서, 상기 지도 구축 단계는, 전력계통지도, 토지이용지도, 수치지번도, 수치지형도 등의 지리정보체계 검색결과를 가공함으로써 도로, 철도, 공항, 항구, 방송시설, 군용시설, 전력계통 등의 인프라 정보와 대상영역의 토지이용구분 및 소유자 정보 등의 풍력발전과 관련된 지리정보를 풍력자원지도에 선택적으로 중첩하여 제공하는 것을 특징으로 한다. In addition, in the wind resource mapping method according to the present invention, the map construction step may be performed by processing geographic information system search results such as power system maps, land use maps, digital land maps, and digital topographic maps. Infrastructure information such as broadcasting system, military facility, power system, and geographic information related to wind power such as land use classification and owner information of the target area are selectively superimposed on the wind resource map.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 기상/지리정보체계와 수치기상모델을 이용한 풍력 자원 지도화 방법의 처리 흐름도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 구성은 기상 정보 가공 단계(100)와, 지형 정보 가공 단계(200)와, 수치 모의 단계(300) 및 지도구축단계(400)로 구성된다.1 is a flow chart of a wind resource mapping method using a meteorological / geographic information system and a digitizer model according to the present invention. As shown, the configuration of the present invention includes a weather information processing step 100 and a terrain information processing. Step 200, the numerical simulation step 300 and the map building step (400).
상기 기상 정보 가공 단계(100)는, 전국에 산재된 기상관측소에서 측정된 기상관측자료를 수집하여, 각각의 기상관측소별 기상관측자료를 지면기상과 상층기상으로 구분하여 국지풍계 특성을 기상통계적으로 분석하며, 최종적으로 동일한 국지풍계로 분류되는 기상관측소를 하나의 그룹으로 묶음으로써 기상수치모의를 실시하기에 적절한 기상학적 동질성을 가지는 영역을 설정한다.The meteorological information processing step 100 collects meteorological observation data measured at meteorological stations scattered throughout the country, classifies the meteorological observation data of each meteorological station into a ground and an upper layer, and then analyzes the characteristics of the local wind system. By analyzing the weather stations that are finally classified into the same local wind system, they are grouped into a group to establish an area with meteorological homogeneity suitable for conducting weather numerical simulations.
상기에서, 기상학적 동질성에 의해 분류되는 영역은 수치기상모의를 위한 미시규모(microscale) 영역이 되며, 산곡풍, 해륙풍과 같은 국지순환계의 기상학적 특성을 모두 포함하는 수치기상모의를 위해서는 그보다 큰 규모의 영역을 중규모(mesoscale) 영역을 설정하고, 이상적으로는 계절풍과 같은 대륙 및 해양에서 유입되는 기상학적 특성을 반영하기 위한 거시규모(macroscale) 영역으로 구분하여 수치기상모의를 실시하는 것이 바람직하다.In the above, the region classified by meteorological homogeneity becomes a microscale region for digit simulation, and for a digit simulation that includes all the meteorological characteristics of the local circulation system such as mountain wind and sea and wind, It is preferable to set a mesoscale area and ideally perform a digital simulation by dividing the area into a macroscale area that ideally reflects the meteorological characteristics introduced from the continents and the ocean such as monsoons.
또한 기상정보체계를 운영함에 있어서 각각의 대상 영역에서 종관장에 의한 계절풍과 같은 계절적인 기상특성과 산곡풍, 고저풍, 해륙풍과 같은 국지적인 지형특성에 의한 기상특성이 출현하는 사례일을 국지풍계 분류체계에 의해 통계적으로 분류함으로써 연중 기상현상의 출현사례를 그룹화하여 사례별 출현빈도를 산정하는 작업을 포함한다.In addition, in the operation of the weather information system, local wind system is classified into the case where the seasonal weather characteristics such as monsoon wind by the chief officer and the weather characteristics due to local topography such as mountain wind, low tide wind and sea wind are appeared in each target area. Statistical classification by system includes grouping cases of weather phenomena throughout the year and estimating the frequency of occurrence by case.
예를 들어, 포항지역을 풍력자원 지도화 대상 지역으로 하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 한반도를 거시규모 영역으로 설정하고 영남권역을 중규모 영역으로, 다시 포항지역을 미시규모 영역으로 설정한다.For example, in the case of Pohang area as the wind resource mapping area, as shown in FIG. 2, the Korean Peninsula is set as the macro scale area, the Yeongnam area is set as the medium size area, and the Pohang area is set as the micro scale area again. .
그리고, 상기 지형 정보 가공 단계(200)는 국립지리원에서 제공되는 1:25,000 또는 1:5,000 축척의 수치지형도로부터 상기 기상 정보 가공 단계(100)에서 설정된 미시규모, 중규모, 거시규모 영역에 대한 지형정보 및 토지이용도에 따른 지면거칠기 정보를 검색하여 수치기상모의에 필요한 수치격자계로 가공한다.In addition, the terrain information processing step 200 is a geographic information for the microscale, medium-scale, macroscale region set in the meteorological information processing step 100 from the 1: 25,000 or 1: 5,000 scale geographic map provided by the National Geographic Information Institute And processing the surface roughness information according to the land use and processing it into the numerical grid required for the simulation.
그리고, 수치 모의 단계(300)는 기상가공단계 및 지형가공단계에서 가공된 기상정보와 지형정보를 입력조건으로 하여 풍력자원의 산정을 위한 수치기상모의를 실시하는 단계로, 기상수치모의를 실시하는 순서는 둥지화 영역의 크기순서에 따라 거시규모를 먼저 해석하여 계절풍과 같은 종관기상의 특성을 일차적인 해석결과로 확보하고, 다음으로 거시규모 해석결과를 입력조건으로 받아들여 중규모 영역에 대한 해석을 수행함으로써 해륙풍, 산곡풍과 같은 국지적인 순환계 특성이 포함된 해석결과를 확보하며, 마지막으로 중규모 해석결과를 입력조건으로 받아들여 미시규모 영역에 대한 최종적인 상세해석을 실시하여 높은 공간해상도의 바람장 해석결과를 확보한다.In addition, the numerical simulation step 300 is a step of performing a numerical simulation for the calculation of the wind resource by using the weather information and the terrain information processed in the weather processing step and the terrain processing step as an input condition. In order, the macroscales are analyzed first according to the order of the nesting area, and the characteristics of synoptic weather such as monsoon are obtained as the primary analysis results. Next, the macroscale analysis results are accepted as input conditions. By doing so, we obtain the analysis results including local circulation characteristics such as sea and sea breezes, and finally, accept the mid-scale analysis results as input conditions, and perform the final detailed analysis on the micro-scale region to analyze the wind field at high spatial resolution. Secure the results.
도 3은 포항지역을 풍력자원지도 작성의 대상지역으로 선정하였을 때, 둥지화 설정에 의한 중규모 영역으로 영남권역을 설정하여 기상 정보 가공 단계(100)와 지형 정보 가공 단계(200)를 거쳐 수치기상모의를 실시한 실시예로 시간에 따라 변화하는 지면바람장의 변화특성을 보여주는 결과이다.3 shows that when Pohang region is selected as a target region for wind resource mapping, the Yeongnam region is set as a mid-sized region by nesting, and then the weather information processing step 100 and the terrain information processing step 200 are performed. The simulation results show the characteristics of the ground wind field that changes with time.
그리고, 도 4는 상기 도 3에서 확보된 중규모 영역인 영남권역의 수치모의결과를 입력조건으로 하여 최종적인 풍력자원지도 작성의 대상영역인 포항지역의 상세 지면바람장 수치기상모의 실시예로서, 국지적인 지면바람장의 시간에 따른 변화특성이 해석결과에 반영되었음을 볼 수 있다.4 is an exemplary embodiment of the detailed ground wind shelter head of the Pohang region, which is the target region for the final wind resource map preparation, using the numerical simulation results of the Yeongnam area, the mid-sized region secured in FIG. It can be seen that the characteristics of the time-varying ground wind surface are reflected in the analysis results.
둥지화 영역에 따른 수치기상모의를 실시함에 있어서 수치모의단계(300)는 기상 정보 가공 단계(100)에서 분류된 국지풍계의 상세분류에 따라 각각의 상세분류에 해당되는 사례일에 대한 수치기상모의를 개별적으로 실시하게 되며, 연간 바람장은 국지풍계 사례별 수치기상모의 결과에 사례일의 출현빈도수에 의한 가중평균을 적용하여 최종적으로 산출된다.In performing the numerical simulation according to the nesting area, the numerical simulation step 300 is based on the detailed classification of the local wind system classified in the meteorological information processing step 100. The annual wind field is finally calculated by applying the weighted average of the frequency of occurrence of the case days to the results of the digits of each wind case.
그리고, 지도구축단계(400)는 상기 수치 모의 단계(300)에서 산출된 대상지역의 3차원 바람장을 국지풍계 사례별로 가중평균하여 연평균 바람장의 공간분포를 산출하게 되며 산출된 결과를 대상영역 내에 위치한 기상측정소의 기상관측자료와 상호비교함으로써 해석결과의 정확성을 검증하는 단계를 포함한다.In addition, the map construction step 400 calculates the spatial distribution of the annual average wind field by weighting the three-dimensional wind field of the target area calculated in the numerical simulation step 300 for each local wind system. Verifying the accuracy of the analysis results by comparing them with meteorological data of the weather station located.
도 5는 상기 수치 모의 단계(300)에 의해 산출된 포항지역의 3차원 지면바람장 정보를 가공하여 해당지역의 대표적인 국지풍계인 남서풍 사례일에 대한 지면풍속의 공간분포도를 작성한 실시예이고, 도 6은 포항지역의 또다른 국지풍계인 해륙풍 사례일에 대한 지면풍속의 공간 분포도를 작성한 실시예이다. 도 5와 도 6의 비교할 때, 국지풍별로 풍속이 다르게 나타남을 알 수 있다.5 is an embodiment in which the spatial distribution of the ground wind velocity for the southwest wind example day, which is a representative local wind system of the region, by processing the three-dimensional ground wind field information of the Pohang region calculated by the numerical simulation step 300, FIG. Is an example of preparing a spatial distribution of the surface wind speed with respect to the case of the sea and wind wind, another local wind system in Pohang. 5 and 6, it can be seen that the wind speed is different for each local wind.
이어서, 도 7은 중규모 영역인 영남권역의 지면풍속 공간분포도의 작성예를 도시한 것으로서, 동해안을 따라 발달한 산지 정상부에서 가속효과에 의해 높은 풍속 영역이 존재하며 아무런 장애물이 없는 바다에서 높은 풍속을 나타내는 기상특성을 정확하게 재현한 결과를 보여준다.Subsequently, FIG. 7 shows an example of preparing a surface wind velocity spatial distribution map of the Yeongnam region, which is a medium-sized region, and shows high wind speeds in the sea without any obstacles due to the high wind speed region due to the acceleration effect in the mountainous regions developed along the east coast. Accurately reproduce the weather characteristics.
풍력자원은 풍력발전을 위한 바람장의 상태를 나타내는 척도이므로 공간분포로 주어지는 바람장 정보를 가공하여 풍속 분포도, 출력밀도 분포도, Weibull 분포를 표현하기 위한 등급계수(scale factor) 및 풍력등급 분포도 등의 풍력자원을 나타내는 요소의 공간분포를 산정하는데, 풍력발전은 우수한 풍황 외에도 기후조건, 지형조건, 진입도로 등의 입지조건 및 주변의 토지이용도와 전력계통 연계조건 등의 제반 지리적 조건을 종합적으로 고려하여 단지조성 대상지를 결정하여야 하므로 지도정보체계에 의한 전력계통지도와 토지이용지도, 수치지번도 등의 풍력발전에 영향을 미치는 인프라의 정보를 검색하여 가공함으로써 대상지역의 전력연계조건과 인근 주거지, 정부 및 군시설물의 배치현황 및 토지의 소유권에 대한 정보와 같은 제반 풍력단지조성에 필요한 기초정보를 풍력자원지도와 함께 제공하게 된다.Wind resources are a measure of the state of wind fields for wind power generation, so wind field information given as spatial distribution is used to process wind speed, power density, Weibull distribution, scale factor, and wind rating. In order to calculate the spatial distribution of the elements that represent the resources, the wind power plant considers the geographic conditions such as climatic conditions, topographical conditions, access conditions such as access roads, and land use and power system connection conditions in addition to the excellent wind conditions. Since it is necessary to determine the target site for construction, it is necessary to search and process the information of infrastructure that affects wind power generation such as power system map, land use map, and digital land map by the map information system, so that the power linkage conditions of the target area and nearby residential, government and military General wind farm construction such as information on the layout of facilities and ownership of land The basic information you need to make is provided with a wind resource map.
더하여, 상기와 같이 본 발명에 의하면, 제공된 풍력자원지도는 풍력발전사업자가 풍력발전 단지조성을 위한 설계정보를 입력할 경우 해당 풍력단지에서 생산가능한 연간 전력생산량을 산출할 수 있도록 계산과정을 제공함으로써 풍력발전사업의 경제성 평가를 위한 평가수단을 제공한다(500).In addition, according to the present invention as described above, the provided wind resource map provides a calculation process to calculate the annual power output that can be produced in the wind farm when the wind power generator inputs the design information for the construction of the wind farm It provides an evaluation means for economic evaluation of power generation projects (500).
도 8은 본 발명에 의해 작성된 포항지역 풍력자원지도의 정확성을 검증하기 위한 것으로서, 현재 포항시 대보면에 설치되어 있는 660kW 용량의 풍력발전기를 풍력자원지도에 입력하였을 때 산출되는 전력생산량의 예측값과 실제로 풍력발전기를 운용하여 생산한 전력생산량 기록을 비교한 것으로 두 결과가 잘 일치하고 있음을 알 수 잇다. 따라서 본 발명에 의한 풍력자원지도화방법의 정확도와 신뢰도를 검증할 수 있다.8 is for verifying the accuracy of the Pohang region wind resource map prepared by the present invention, the current value is calculated when inputting the 660kW wind power generator installed on the Daebo surface of Pohang in the wind resource map and the actual wind power A comparison of the power production records produced by operating generators shows that the two results are in good agreement. Therefore, it is possible to verify the accuracy and reliability of the wind resource mapping method according to the present invention.
상기와 같이 본 발명은 풍력발전 단지를 조성하려는 사용자, 즉 정부나 지방자치단체 또는 민간사업자에게 국내 풍력자원의 분포현황을 파악할 수 있는 풍력자원 지도를 제공함으로써 풍력발전에 적합한 일차적인 대상지역을 검색할 수 있도록 지도화된 풍력자원 정보를 제공하게 되며, 풍력발전사업 이외에도 풍환경을 이용하는 각종 사업분야 및 연구분야에도 폭넓게 이용될 수 있다.As described above, the present invention provides a wind resource map for grasping the distribution status of domestic wind resources to a user who wants to create a wind farm, that is, a government, a local government, or a private operator to search for a primary target area suitable for wind power generation. It provides the wind resource information that is led to do so, and can be widely used in various business fields and research fields using the wind environment in addition to the wind power generation business.
더하여, 본 발명에 의하여 작성된 풍력자원지도는 종래기술과 비교하여 월등히 정확한 풍력자원 정보를 제공함으로써 풍력발전사업의 성공가능성을 향상시킴으로써 신재생에너지 보급사업의 실제적인 시행효과를 획기적으로 증대시키는 효과가 있다. In addition, the wind resource map prepared by the present invention has the effect of dramatically increasing the practical implementation effect of the renewable energy supply project by improving the possibility of success of the wind power generation business by providing highly accurate wind resource information compared with the prior art. have.
도 1은 본 발명에 의한 풍력 자원 지도화 방법의 처리 흐름도이다.1 is a process flow diagram of a wind resource mapping method according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 풍력 자원 지도화 방법에 있어서, 둥지화 영역의 설정 예를 보인 그림이다.2 is a diagram showing an example of setting a nesting area in the wind resource mapping method according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 영남권역 중규모 수치기상모의 결과 중 해륙풍 사례일의 지면바람장의 시간별 해석예를 보인 것이다.Figure 3 shows an example of the hourly analysis of the surface wind field of the case of sea and wind wind of the results of the mid-scale digits of the Yeongnam region according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 포항지역 미시규모 수치기상모의 결과 중 남서풍 사례일의 지면바람장의 시간별 해석예를 보인 것이다.Figure 4 shows an example of the hourly interpretation of the surface wind field of the southwest wind case days of the results of the Pohang area micro-scale digits chief according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 포항지역 수치기상모의 결과 중 해륙풍 사례일의 지면풍속 공간분포도 작성예이다.Figure 5 is an example of the surface wind speed space distribution drawing of the case of sea and wind winds of the results of the Pohang digit sangsangsang according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 포항지역 수치기상모의 결과 중 남서풍 사례일의 지면풍속 공간분포도 작성예이다.Figure 6 is an example of creating a surface wind speed space distribution of the southwest wind case days of the results of the Pohang digit sangsangsang according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 영남권역 수치기상모의 결과의 사례별 가중평균 중첩에 의한 지면풍속 공간분포도 작성예이다.7 is an example of creating a ground wind speed spatial distribution by weighted average superimposition on a case-by-case basis of the results of the Youngnam area digital digits according to the present invention.
도 8은 본 발명에 의해 얻어진 포항지역의 풍력 자원 지도에 의한 연간 전력생산 예측량과 실제 전력생산량 기록의 비교한 그래프이다. FIG. 8 is a graph comparing the annual power generation prediction amount and the actual power generation record by the wind resource map of the Pohang region obtained by the present invention.
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