게시 및 게시 날짜 : 2025/03/11

스캐닝 LIDAR 바람 측정과 함께 해안선 근처의 효율적인 실시간 바카라 바람 조사

-해상 풍력 조건에서 새로운 실시간 바카라 기술의 신뢰성을 향상시키기 위해 대규모 시연 테스트를 통한 설문 조사-

포인트

  • 국내 테스트 사이트에서의 경험적 연구를 통해 스캔 리드를 사용하여 실시간 바카라 풍력 설문 조사 기술의 성능 평가
  • 기존 방법 비용의 약 10 분의 1에서 실시간 바카라 풍력 자원 및 풍속 변동을 측정 할 수 있는지 확인합니다
  • 해양 풍력 조건 설문 조사의 비용을 줄이고 건축 기간을 단축시켜 실시간 바카라 풍력 발전 사용의 확장에 기여할 수 있습니다

요약 다이어그램

Mutsu Ogawara 스캐닝 라이더 실험 요약
*우리는 원본 용지에서 인용되고 수정 된 그림을 사용합니다


요약

국립 고급 산업 과학 기술 연구소 (AIST)의 수석 연구원 인 시마다 수무 (Shimada Susumu)와 연구팀 인 오가키 테츠 야 (Ogaki Tetsuya)는 공동으로 Relatec Co, Ltd, E & E Solutions Co, Ltd, Nippon Meteorological Co, Ltd, Ltd, Ltd, Ltd, Ltd, Ltd, Ltd 국립 대학교 기업스캔 라이더풍력 실시간 바카라의 실시간 바카라 정확도와 특성을 평가하려면Muts Ogawara Offshore 풍력 상태 관찰 테스트 사이트에서 수행되었습니다

장기 현장 실험의 결과로 하나의 스캐닝 LIDAR가 사용됩니다단일 관찰 방법실시간 바카라 풍력 자원을 정확하게 조사하고 2 대의 차량을 사용할 수 있습니다이중 관찰 방법8860_8919날씨 관찰를 사용하는 방법과 비교할 때 관찰 비용은 최대 10 분의 1까지 감소 될 것으로 예상되며, 이는 비용 감소를 통해 해양 풍력 발전의 도입 촉진에 기여할 것입니다

이 기술에 대한 세부 사항은 2025 년 3 월 11 일 (그리니치 평균 시간)에 제공 될 예정입니다풍력 에너지"


개발의 사회적 배경

실시간 바카라 풍력 발전은 전 세계적으로 주목을 끌었으며 최근 몇 년 동안 특히 북유럽에서 널리 인기를 얻었습니다 탄소 중립 사회가 강조되는 것을 실현하는 것의 중요성으로 인해 해양 풍력 발전의 도입이 정부 정책에서이를위한 핵심이라고합니다 해양 풍력 발전은 전적으로 바람의 강도에만 의존하기 때문에, 이전의 풍력 조건은 도입 할 때 수익성을 결정하는 데 필수적입니다 그러나 기상 관측 마스트를 사용한 전통적인 풍력 조건 조사 방법은 건설 비용이 높고 장기 사전 준비와 같은 문제가 있습니다 이러한 문제를 해결하기 위해, 빛의 도플러 효과, 특히 레이저를 수평으로 조사하는 스캐닝 LIDAR 기술을 사용하는 LIDAR 기술은 최근 몇 년 동안 주목을 끌고 있습니다

 

연구 기록

AIST는 2010 년대부터 운영되었습니다Doppler Rider를 사용하여 풍력 실시간 바카라의 연구 및 개발을 진행하고 있으며 비용을 줄이고 풍력 발전의 성능을 향상시키는 것을 목표로합니다 지금까지,수직 라이더를 사용한 산에서의 경험적 연구 및 풍력 터빈에 장착Nassel Type Rider에 대한 경험적 연구 | 후쿠시마 Renewable Energy Research Institute에서 수행되었습니다 이전의 결과를 사용하여 레이저를 수평으로 조사하는 스캐닝 라이더를 사용하여 실시간 바카라 풍력 관찰 기술의 현장 시연을 수행했습니다

이 연구 및 개발은 "수입 실시간 바카라 풍력 농장 개발 지원 프로젝트 (실시간 바카라 풍력 조건 조사 방법 설립) (2019-2022)" "NEDO (National Research and Development Corporation New Energy and Industric Development Organization)에 의해 지원됩니다

 

연구 컨텐츠

주로 스캐닝 LIDAR를 사용하여 바람 실시간 바카라에 주로 사용됩니다 하나는 하나의 스캐닝 LIDAR를 사용하는 단일 관찰 방법이고, 다른 하나는 두 개를 사용하는 이중 관찰 방법입니다 (그림 1) 2017 년부터 AIST는 이러한 실시간 바카라 기술에 대한 현장 시연 및 분석 방법의 연구 및 개발을 완전히 수행하고 있습니다 이번에는 스캐닝 리다의 단일 및 이중 관찰 방법에 대한 동시 관찰이 약 1 년 동안 Mutsu Ogawara Offshore 바람 조건 관찰 테스트 사이트 (Rokkasho Village, Aomori Prefecture)에서 공동 연구소 Lelatec Co, E & E Solutions Co, Ltd 및 Kobe University 및 Kobe University 및 Kobe University, and Kobe University 및 Kobe University에 의해 개발 된 연구소에서 개발 된 것입니다 해안선에서 검증 데이터로 약 15km 떨어진 날씨 관찰 마스트를 사용합니다

그림 1

그림 1 스캐닝 LIDAR의 단일 관찰 방법 (왼쪽) 및 이중 관찰 방법 (오른쪽)
*우리는 원래 논문에서 인용되고 수정 된 그림을 사용합니다

이 데모 테스트에서 듀얼 및 단일 관찰 방법 모두 컵 형 전기를 사용하여 생성 된 전기의 양을 보여줍니다시설 활용률정확하게 평가할 수 있습니다 (그림 2 왼쪽) 해상 풍력 발전의 비즈니스 잠재력을 고려할 때 장비 활용률은 중요한 지표로 사용됩니다 또한, 두 개의 스캐닝 라이더를 사용하는 이중 관찰 방법에서 "난류 강도"(바람 변동 구성 요소)는 날씨 관찰 마스트를 사용한 기존 방법과 동일한 정확도로 실시간 바카라 할 수 있음을 확인했습니다 (그림 2 오른쪽) 예상 전력 생성과 마찬가지로 난류 강도는 바람 터빈 설계의 중요한 지표 중 하나입니다

그림 2

그림 2 스캐닝 LIDAR (단일 및 이중 관찰 방법)을 사용한 기존 방법에서 (왼쪽) 장비 활용률과 (오른쪽) 난류 강도와 (오른쪽) 격렬한 강도의 비교
*우리는 원본 용지에서 인용되고 수정 된 그림을 사용합니다

이 연구는 1 년의 필드 데모를 통해 스캐닝 리디를 사용하여 두 가지 관찰 방법의 특성을 밝혀 냈습니다 날씨 관찰 마스트를 사용한 기존의 방법과 비교하여 스캐닝 리다를 활용함으로써 소개 비용을 줄이고 설치, 제거 및 허가 적용에 필요한 시간을 현저히 단축 할 것으로 예상됩니다 이러한 원소 기술의 개발은 정부의 실시간 바카라 풍력 발전의 확장에 기여할 것으로 예상됩니다

 

미래 계획

실시간 바카라 풍력 발전에 관한 국가 정책은 또한 EEZ (Exclusible Economic Zones)로 확장 될 것으로 예상되며, 개발 될 바다 지역은 실시간 바카라에서 더 확대되고 있습니다 이 연구 결과에서각인 된 실시간 바카라 풍력 발전설치 될 것으로 예상됩니다 앞으로 우리는 실시간 바카라 방법을 계속 개선하고 해양 실시간 바카라 기술을 구축하는 것을 목표로 할 것입니다 스캐닝 라이더를 사용하여 바람 실시간 바카라 범위를 확장하여떠 다니는 실시간 바카라 풍력 발전를 포함하여 개발 된 바다 지역에 광범위한 기술이 배치 될 것으로 예상합니다 앞으로, 우리는 이와 같은 경험적 데이터의 축적을 통해 국제 표준화의 공식화에 기여하는 것을 목표로합니다

 

기사 정보

게시 된 잡지 :풍력 에너지
종이 제목 : Mutsu 2020 스캐닝 LIDAR 실험 : 근해 풍력 실시간 바카라을위한 이중 및 단일 스캐닝 LIDAR 시스템 비교
저자 : Susumu Shimada, Tetsuya Kogaki, Mizuki Konagaya, Toshinari Mito, Takeshi Misaki, Kohei Hamada, Ryuzou Araki, Shimada Ohhata, Yuko Ueda 및 Teruo Ohsawa
doi : 101002/we70003


용어집

스캔 라이더
레이저 조사 방향을 자유롭게 조정할 수있는 원격 바람 실시간 바카라 장치 조사 된 근적외선 조명의 주파수 변화를 실시간 바카라함으로써, 수십 킬로미터 떨어진 곳에서 수십 ~ 수백 미터 간격으로 높은 정확도로 시력 방향의 풍속을 실시간 바카라 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
Muts Ogawara Offshore 풍력 상태 관찰 테스트 사이트
Aomori 현의 Rokkasho Village에 설치된 원격 감지 장비 (스캐닝 리드 등)를위한 전용 검증 사이트 날씨 관찰 마스트는 해안선에서 약 15km 떨어진 방파제에 설치 되며이 마스트에서 얻은 데이터를 참조 값으로 사용하면 장비를 정확하게 검증 할 수있는 테스트 시설입니다 일본에서 유일한 공개 테스트 사이트로 운영됩니다[참조로 돌아 가기]
단일 관찰 방법
스캔하는 관찰 방법 중 하나 하나의 스캐닝 라이더를 사용하여 고정 된 높이로 스캐너 헤드를 수평으로 스윕함으로써 여러 방위각 각도에서 시야 방향으로 풍속 데이터가 얻어집니다 풍속 분포가 수평 방향으로 균일하다는 가정에 기초하여 최소 제곱 방법을 사용하여 풍속과 방향을 추정하는 방법[참조로 돌아 가기]
이중 관찰 방법
스캔하는 관찰 방법 중 하나 두 개의 스캐닝 리디를 사용하여 특정 지점에서 각 레이저를 교차시켜 풍속과 바람 방향을 실시간 바카라하는 방법 도전은 두 장치가 필요하다는 것이지만 단일 관측 방법보다 가정이 적으므로 평균 풍속 값뿐만 아니라 가변 구성 요소도 높은 정확도로 실시간 바카라 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
날씨 관찰 마스트
풍속 및 방향, 온도, 습도 및 대기압과 같은 다양한 날씨 센서가 장착 된 전망대 일본에서는 라이센스 응용 프로그램의 제한으로 인해 높이가 60m 미만인 품목에서는 공통적 인 것으로 간주됩니다[참조로 돌아 가기]
Doppler Rider
빛의 도플러 효과를 사용하여 바람을 실시간 바카라하는 장치의 일반적인 용어 공기 중 미세 입자에 의해 반사 된 레이저의 주파수 변화를 실시간 바카라함으로써 시선 방향의 풍속은 높은 정확도로 실시간 바카라 할 수 있습니다 인체에 영향을 미치지 않는 눈 안전한 근적외선 레이저 조명을 사용하며 광원 유형에 따라 펄스 타입 및 연속파 장치는 상용 제품에서 사용할 수 있습니다 응용 프로그램에 따라 스캐닝 리디 다르, 수직 리더, Nacelle Type Lidar 등이 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
수직 라이더
레이저와 하늘을 조사하고 수십에서 수백 미터의 고도에서 풍속과 방향을 실시간 바카라하는 라이더 장치의 유형 일본에서는 주로 하늘의 공기 속도에 대한 정보를 얻는 수단으로 주로 사용되며, 날씨 관찰 마스트를 관찰하기가 어렵습니다[참조로 돌아 가기]
Nassel Type Rider
풍차 상단의 Nacelle에 설치된 라이더 장치 유형 풍력 터빈으로 흐르는 바람에 대한 정보는 정확하게 실시간 바카라되고 생성 된 전기량을 개선하고 피로 하중을 줄이기위한 제어 정보를 얻는 데 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
장비 사용률
풍력 터빈에서 얻은 연간 발전은 연간 시간 (8760 시간)과 장비의 최대 전력 출력으로 나눈 값으로 나뉩니다 풍력 발전소에 의해 생성 된 예상되는 전기량을 평가하기위한 지표로 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
난류 강도
10 분 동안 풍속의 표준 편차를 평균 풍속으로 나눈 값 이 가치는 풍력 난기류가 크고 반대로 바다에서 감소하는 경향이있는 산악 지역에서는 증가하는 경향이 있습니다 풍력 터빈 사양을 설계 할 때 표시기로 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
각인 된 실시간 바카라 풍력 발전
더미와 같은 기초 구조가 해저 및 풍력 터빈에 설치되는 실시간 바카라 풍력 발전 방법 주로 50m 미만의 물에서 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
떠 다니는 실시간 바카라 풍력 발전
해저에 앵커가 고정되어있는 부유 식 바디에 풍력 터빈이 설치되는 실시간 바카라 풍력 발전 방법 주로 심해에서 이식 가능한 실시간 바카라 풍력 발전을 설치하기가 어려운 심해에서 사용됩니다[참조로 돌아 가기]


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