Internally confined hollow reinforced concrete (ICH RC) wind power towers were designed for various turbines sizes. Their cross sections were designed to have equal diameters to those of general steel wind power towers corresponding 3.6MW and 5.0MW turbines. And also, the sections with the average diameter of 3.6MW and 5.0MW turbines were designed. For the determined diameters, several cross sections were designed for various hollow ratios. The designed sections were set to have almost equal longitudinal reinforcement ratios. The performance analyses for the designed cross sections were carried out and the analysis results showed that the ICH RC wind power tower had enough strength for the required design loads.

An FRP(fiber reinforced polymer)-concrete hybrid hollow offshore wind power tower was proposed. To design this new-type wind tower, a design program was developed. It can design optimized sections automatically with the consideration of material nonlinearities. When the outer diameter and requested capacities of the hybrid tower are given, the developed program performs axial force-bending moment interaction analyses for one thousand sections of the tower and suggests ten economically optimized designs. The analysis considers material nonlinearities of concrete and FRP, and the confining effect of concrete. By using the developed program, example design processes were performed for a 5.0MW turbine and a 3.6MW turbine. The designing process was performed for the loads of wind power turbine and wind load. The designed section and analysis results showed the developed program suggested rational and satisfactory section designs.

본 연구에서는 차량장착시험 시스템을 이용하여 소형 풍력발전기의 성능평가를 수행하였다. 차량장착시험 시스템은 풍속센서, 전력, 배터리관련 모니터링 장치와 독립식 배터리 뱅크로 구성되어 있다. 본 차량장착시험 시스템을 통해 극한 풍속 상태에서 소형 풍력발전 시스템의 성능 및 안정평가를 1, 2주내에 효과적으로 수행할 수 있었다. 본 연구에 제시되어 있는 상용 소형 풍력발전기 성능평가의 비교검증은 인증된 상용모델의 제작사에서 제시한 성능곡선과 차량시험을 통하여 얻은 결과를 비교하여 검증되었으며, 그래프로 제시하였다.

본 연구는 기상자료모델 (Atmospheric Data Model, ADM) 중 한국의 중규모 수치기상모의에 자주 사용되는 WRF (Weather Research and Forecasting) 모델을 재생에너지 연구에 활용할 수 있도록 시각적으로 표출하고 이를 웹 기반의 공간정보 자료와 매시업 (mesh-up) 하였다. WRF 모델 포맷인 NetCDF 자료로부터 풍속, 풍향, 시간 정보를 읽어 바람의 시각화 표출 및 풍속을 시각적으로 전달하기 위한 형태 및 색상 정의 등 바람기호 (wind barb)를 설계하였다. 이를 위해 바람기호로 시각화에 사용되는 자료량을 최소화하고 웹 표출 DB 변환을 최적화 하였다. 본 연구는 재생에너지 활용과 더불어 도시 및 국토 연구에 활용함으로써 관련 활동의 기상학적 이해를 높이고 신뢰도 높은 의사결정 수립에 기여할 것이다.

화석연료 사용으로 인한 환경오염 및 에너지원가 상승이 큰 문제로 대두되고 있는 현재의 상황을 타개하기 위한 하나의 방안으로 신 재생에너지에 대한 관심이 고조되고 있다. 특히 서해안에 위치하고 있는 새만금 지역은 광활한 면적과 서북서풍이라는 큰 장점을 가지고 있어 풍력발전의 적지로 예상된다. 본 연구는 이러한 예상을 뒷받침해 줄 수 있는 풍력자원을 조사한 것으로 군산지역의 평균풍속은 4 m/s 정도이며, 도서지방을 연계하는 해상풍력발전 단지의 최적지로 손색이 없음을 밝혔다. 또한, 풍력자원의 출현밀도를 판별하는 Weibull의 분포함수를 이용하여 계산하고, 형상계수를 매개변수로 하여 풍속밀도계산을 한 결과, 군산지방의 풍속출현을 예상할 수 있었다.

풍력발전기의 출력곡선은 풍속과 출력의 관계를 나타내는 것이다. 풍력발전기의 출력은 밀도에 비례하고 풍속의 삼승에 비례하므로 신뢰성 있는 출력곡선을 얻으려면 풍황중 특히 풍속도을 정확히 측정하고 분석하여야 한다. 풍속도는 크기인 풍속과 풍향으로 표현되는 매우 불규칙한 난류 벡터량이다. 풍속도 난류는 출력에 지대한 영향을 미치므로 이에 대한 특성분석이 매우 중요하다. 본 연구에서는 풍속도의 난류를 먼저 난류강도로 나타내어 출력에 대한 영향을 풍속의 함수로 분석하였다. 이어서 풍속도의 난류를 풍속난류와 풍향난류로 나누어 출력에 미치는 영향을 난류강도와 풍속의 함수로 분석하였다. 그 결과 시동풍속 부근의 저속영역에서는 난류강도가 큰 경우가 보다 큰 출력을 생산함을 알게 되었다. 연간발전량 역시 연평균풍속이 시동풍속 부근인 경우에는 난류강도가 큰 경우가 많았으나 풍력발전이 경제성을 갖는 풍속에서는 예상대로 난류강도가 작을수록 증가하였다. 또한 시동풍속 부근의 저풍속 영역에서는 풍속난류가 출력에 큰 영향을 주며, 고풍속 영역에서는 풍향난류가 출력에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

본 논문은 고층건축물의 비틀림방향 응답을 평가하기 위하여 필요한 변동비틀림모멘트계수와 변동비틀림모멘트의 파워스펙트럼밀도계수의 경험식을 제안한 연구이다. 이러한 경험식을 제안하기 위하여, 다양한 형상비와 변장비를 가진 27개의 각주형 모형을 제작한 후 노풍도을 다양하게 변화시켜 풍력실험 을 실시하였다. 본 논문에서 비틀림방향 변동풍력의 경험식은 주로 건물의 노풍도와 형상비 그리고 변장비에 의하여 분석되어졌다.

환경오염에 대한 관심이 높아지고 새롭게 고조됨에 따라, 에너지 관련해서도 대체에너지 이용에 관한 연구가 부각되고 있다. 신 재생에너지라고 불리는 대체에너지는 무공해, 무한정의 다양한 자연에너지의 특성과 이용기술을 활용하여 화석연료를 사용하는 기존에너지를 대체하는 에너지이다. 이러한 대체에너지 중 풍력 및 태양에너지는 그 자원이 무한정이며 환경에 미치는 영향이 거의 없이 이용할 수 있다. 두 발전시스템은 상호 보완적으로 연계된 발전시스템으로 통상적으로 조합되어 운용되어진다. 본 논문에서는 일정기간의 풍속, 풍향, 계절 등의 기상 조건의 변화에 따른 데이터를 분석하여 목포해안지역에서 경제적이고 효율적인 복합발전시스템의 적용가능성을 제안해 보고자 한다.

가섭선 및 애자가 연결되어 있는 복잡한 구조물인 송전철탑의 3차원 모델링을 통하여 동특성을 파악하고, 풍하중에 대한 응답 특성을 정적, 동적 및 좌굴 해석을 가섭선의 절단 유무에 따라 분석하였다. 우선, 고유치해석을 통해, 송전철탑이라는 구조시스템이 일반 건축물과는 달리 극소수의 저차 모드가 구조물의 동적 거동을 좌우하지 않고, 상대적으로 많은 모드들이 동적 거동에 기여한다는 것을 확인하였다. 두 번째로, 정적 해석과 좌굴 해석을 통해, 대상 구조물이 정적인 개념의 풍하중에 대해서 구조적으로 안전하고 좌굴에 대해서도 충분한 안전율을 확보하고 있음을 확인하였다 그러나, 모든 가섭선이 단절되는 극단적인 경우에는 안전율이 상당히 낮아졌으며 이러한 경우에 구조물의 붕괴 및 전도를 방지할 대책에 대한 검토가 필요하다고 사료된다 마지막으로, 풍하중의 시간에 따른 변화를 고려한 동적해석을 통해, 풍하중의 동적 변동성분이 구조물의 응답을 증가시키고 있음을 확인하였다.

This paper describes dynamic characteristics of a power transmission tower consisting of lots of power lines and insulators. A numerical 3D modeling for the static, dynamic and buckling analyses of the power transmission tower is presented considering the case when the power lines are cut. Eigenvalue analysis indicates that the transmission tower shows different behavior comparing to usual structures governed by several low modes. The transmission tower is governed by lots of modes. It is verified that the transmission tower is structurally safe against the static wind and buckling loads. But the structural and buckling safety is not guaranteed when all power lines are cut, which comes to collapse the transmission tower. Further study is in need to overcome such case. Wind dynantic analysis shows that fluctuating wind loads increase the response of the tower.

The assessment of wind resources must be carried out to choose wind farm sites adequately. Additionally, input data on surface roughness maps and topographic maps are required to evaluate wind resources, where input data accuracy determines the accuracy of their overall analysis. To estimate this accuracy, we used met-mast data in Jeju and produced the ground roughness value for the Jeju region. To determine these values, an unsupervised classification method using SPOT-5 images was carried out for image classification. The wind resources of the northeastern part of Jeju were predicted, and the ground roughness map of the region was calculated by the WindPRO software. The wind speed of the Pyeongdae region of Jeju from the ground roughness map was calculated using WindPRO as 8.51 m/s. The wind speed calculated using the remote sensing technology presented in this study was 8.69 m/s. To assess the accuracy of the measured WindPro and the remote sensing technology values, we compared these results to the observed values in the Pyeongdae region using met-mast. This comparison shows that remote sensing data are more accurate than the WindPro data. We also found that the ground roughness map calculated in this study is useful for generating an accurate wind resource map of Jeju Island.

This study estimates the greenhouse gas (GHG) emissions reduction resulting from photovoltaic and wind power technologies using a bottom-up approach for an indirect emission source (scope 2) in South Korea. To estimate GHG reductions from photovoltaic and wind power activities under standard operating conditions, methodologies are derived from the 2006 IPCC guidelines for national GHG inventories and the guidelines for local government greenhouse inventories of Korea published in 2016. Indirect emission factors for electricity are obtained from the 2011 Korea Power Exchange. The total annual GHG reduction from photovoltaic power (23,000 tons CO2eq) and wind power (30,000 tons CO2eq) was estimated to be 53,000 tons CO2eq. The estimation of individual GHGs showed that the largest component is carbon dioxide, accounting for up to 99% of the total GHG. The results of estimation from photovoltaic and wind power were 63.60% and 80.22% of installed capacity, respectively. The annual average GHG reductions from photovoltaic and wind power per year per unit installed capacity (MW) were estimated as 549 tons CO2eq/yr·MW and 647 tons CO2eq/yr·MW, respectively. Finally, the results showed that the level of GHG reduction per year per installed capacity of photovoltaic and wind power is 62% and 42% compared to the CDM project, respectively.