친환경 해상풍력발전단지의 최적 배치에 관한 연구

Abstract

본 연구는 서남해안 해역을 대상으로 친환경 대규모 해상풍력발전단지의 효율적 배치 및 연간발전량 최적화를 수행함으로써 향후 해상풍력단지 설계에 기초자료를 제공하는 것을 목적으로 한다. 풍황분석을 위해 한국전력공사의 HeMOSU-1 기상탑에서 측정한 단기 풍황 실측자료와 유럽중기예보센터(ECMWF)의 ERA5 재해석 장기자료(약 20년)를 활용하여 서남해 해역의 바람자원 특성을 분석하였다. 바람 방향별 발생 빈도와 풍속 분포를 고려하여 연간발전량을 추정하고, 내부 연계 선로의 최소 길이 연결을 기반으로 비용 함수를 산정하여 발전량 및 경제성을 동시에 고려한 최적 배치를 수행하였다. 단지 형태는 기존의 사각격자 배열뿐만 아니라, 최근 유럽 및 미국의 대규모 해상풍력단지에서 도입된 다양한 배치 패턴을 반영하여 구성하였으며, 각 배치 형태가 서남해 해역 풍황 조건에서 가지는 효율성을 비교·분석하였다. 발전량 산정에는 Jensen의 Park 후류 모델을 적용하여 터빈 간 간섭효과를 반영하였고, 이를 통해 단지 내 배치 변화가 연간발전량과 비용 효율성에 미치는 영향을 평가하였다.