풍력발전 기술의 현황 및 타당성

서울 신재생에너지 보급활성화를위한 간담회

환경연합 3층 회의실

2005년 5월 25일

김건훈(kkh4417@kier.re.kr)

목 차

1. 신재생에너지의 정의 및 국내외 이용 현황

2. 우리나라의 한전 발전설비 계획

3. 풍력발전 기술의 개요 및 특성

4. 해외 풍력발전기술의 보급현황 및 전망

5. 해외 풍력발전 기술의 현황 및 전망

6. 해외 풍력발전시스템 제작사 기초자료 조사

7. 풍력발전 전원 사례(전력회사)

8. 국내 풍력발전 기술의 개발 및 보급현황

9. 국내 지원제도 및 사업추진 여건의 조사

10. 기상청 서울지역 및 하늘공원내 실측자료의 분석

11. 맺음말

석유파동 후 석유를 대체하는 에너지로서 일반적으로 호칭됨

신재생에너지의 정의

우리나라는 석유, 석탄, 원자력, 천연가스가 아닌 에너지로

11개 분야 지정 (신재생에너지 개발 및 이용보급촉진법 제 2조)

석유 대체에너지로서 원자력, 석탄, 신에너지 등이 포함됨

각 에너지 분류 방법에 따라 신재생에너지, 신에너지,

미래에너지 및 미활용에너지 등 중복, 혼용되어 사용중임

재생에너지 8개분야 : 풍력, 태양열, 태양광, 바이오매스, 소수력, 지열,

해양에너지, 폐기물에너지

신에너지 3개분야 : 연료전지, 석탄액화*가스화, 수소에너지

신재생에너지 이용률의 증대

신재생에너지의 개발의 세계적 동향 및 전망

화석에너지의 고갈 및 환경문제에 대한 핵심기술

OECD국가들의 원자력, 수력 등의 이용률은 줄어드는 반면에

신재생에너지 이용률은 계속적으로 증가할 것으로 전망됨

정부주도 하에 과감한 연구개발 및 보급정책 추진 중

미국, 일본 및 EU등의 국가들은 개발된 기술과 시장확보를 기반으로

가격경쟁력 극복 전망

1.305,309(100)4,257(100)계

1.364,421(83.3)3,516(82.6)화석에너지

0.5514(9.7)471(11.1)원자력

1.0125(2.4)105(2.5)수력

2.3249(4.7)165(3.9)대체에너지

성장률, %(1993~2010)

2010년1993년구 분

<OECD국가의 에너지 구성비 예측(1993~2010)>

(단위 :백만TOE)

*IEA Renewable Energy Policy of IEA Countries 1997

신재생에너지 이용 및 보급률의 증대

우리나라의 신재생에너지의 개발 실적 및 전망

<주요 선진국의 대체에너지 공급 비중(2002년 기준)>

2.03.54.36.212.7공급률

(%)

한국(2003년 기준,

수력포함)

일본미국프랑스덴마크

국가

<우리나라의 신재생에너지 보급실적-백만TOE>

2.0

5.3

273.4

2010

2.61.51.51.2비중(%)

6.8%8.63.43.32.5신재생에너지

2.8%337.1229.8215.2198.4에너지수요

증가율

(’02-’20)

2020200520032001구분

* 국가에너지기본계획

우리나라의 한전 발전설비 계획

풍력발전 기술의 개요 및 특성

풍력발전 기술의 정의 및 구조

정의 : 공기의 운동에너지를 날개에 의해 기계적 에너지로 변환시켜 발전

(유용한 일)을 하는 청정발전 기술

풍력발전기의 동작원리

바람의 운동에너지

(풍속의 세제곱)

풍력발전기의 내부구조

에너지 변환

(날개의 공력특성)

유용한 에너지

(전력,펌핑,열변환)

풍력발전 기술의 특성

특 성

장점

- 무공해로서 재생 가능한 환경 친화적 에너지원

- 효율적 온실가스 방출 억제 효과(1000kW 풍력발전기 – 연간1,800~3,000톤의 석탄 대체)

- 대규모 단지화로 경쟁력 있는 발전단가 달성(2000년대 3~4C/kWh)

- 국토 이용의 효율성 향상(제방, 도로변, 산간지역을 발전단지로 활용가능)

- 국내 부존자원 개발 및 관광 등의 부수적 효과 기대

단점

- 가장 실용성 있는 기술로서 국내 기술개발 인프라 및 경험 부족

- 기상의 변화에 따른 발전출력의 변화량 예측 곤란

분 류

계통연계(유도발전기, 동기발전기)

전력생산풍력시스템용도상 분류

풍력시스템

펌핑(관개용/양수발전) 및 열변환(온수생산)

해 수 담 수 화(담수화설비 전원 공급)

복합발전(디젤발전기, 태양광발전)

독립전원(동기발전기, 직류발전기)

수직축 풍력시스템(VAWT) - 다리우스형

수평축 풍력시스템(HAWT) - 프로펠라형풍력시스템구조상 분류

(회전축 방향)

풍력발전 기술의 특성

실용성 있는 청정 에너지원

효율적 국토 이용

3.3-5.3풍력(w/ PTC)

4.0-6.0풍력(w/o PTC)

11.1-14.5원자력

5.8-11.6바이오매스

5.1-11.3수 력

3.9-4.4가 스

4.8-5.5석 탄

발전단가(C/kWh)기 술

온실가스 억제효과(kg/kWh)

0.750.12발전량 당점유면적

(km2/GW)

160-900047-160설비용량 당점유면적

(km2/GW)

수 력풍 력

000풍력

0.0010.0050.71석유

0.0008~00.47천연가스

0.0030.0060.96석탄

NOxSO2CO2기술

면적가스

원별

World Market Growth rates 1999-2004

해외 풍력발전 기술의 보급현황 및 전망

Year: Installed MW Increase % Cumulative MW Increase %1999 3,922 13,9322000 4,495 15% 18,449 32%2001 6,824 52% 24,927 35%2002 7,227 6% 32,037 29%2003 8,344 15% 40,301 26%2004 8,154 -2% 47,912 19%

15.8% 28.0%Source: BTM Consult ApS - March 2005

Average growth - 5 years

Installed Wind Power in the WorldInstalled Wind Power in the World

- Annual and Cumulative -

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

1983 1990 1995 2000 2004

Year

MW

per

yea

r

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

45,000

50,000

Cum

ulat

ive

MW

Source: BTM Consult ApS - March 2005

Installed Accu. Installed Accu. % of installedMW MW MW MW MW2003 2003 2004 2004 2004

Total Americas 1,818 6,905 516 7,391 6.3%Total Europe 5,549 29,301 5,938 34,725 72.8%Total South & East Asia 521 2,707 1,077 3,784 13.2%Total OECD-Pacific 352 1,082 571 1,654 7.0%Total Africa 63 211 23 234 0.3%Total other continents and areas:

41 95 29.2 124 0.4%

Annual MW installedcapacity 8,343 8,154

Cumulative MW installedin the world 40,301 47,912

Source: BTM Consult ApS - March 2005

Installed capacity in 2003 and 2004 (Global)

각 주요 국가별 풍력발전시스템 보급현황

428

922

571

759

761

938

6,420

2,125

3,076

6,361

14,612

2003년(MW)

478372293226216176스 웨 덴

1,261806690420249199이 태 리

769473400265300224중 국

889570473.6400534334영 국

991486----일 본

1,081727483449428375네덜란

드

8,2635,0433,3372,2501,722822스 페 인

3,0001,7021,4071,1671,0771,015인 도

3,0832,8802,4172,1401,7331,433덴 마 크

6,7504,6744,2612,5542,5021,770미 국 유럽:5,938(독일:2,054)(스페인:2,064)(덴마크:7)(네덜란드:199)

북미:516(미국:389)(카나다:123)

아시아:571(인도:875)(일본:230)(중국:98)(한국:47)

16,64911,9688,7506,1134,0722,872독 일

2004년도 추가량(MW)

2004년(MW)

2002년(MW)

2001년(MW)

2000년(MW)

1999년(MW)

1998년(MW)

연도국가

각 주요 지역별 풍력발전시스템 보급현황

Global Wind Power StatusCumulative MW by end of 1998, 2001 & 2004

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

Europe USA Asia Rest of World1998 (10,153 MW) 2001 (24,927 MW) 2004 (47,912 MW)Source: BTM Consult ApS - March 2005

향후 풍력발전설비 보급 전망

95,60681,92168,47158,07648,33640,301설치누계(MW)

95,60613,68613,45010,3959,7408,0358,344신규설치(MW)

1,576285285285195215104기타지역

4,717875875650650590352OECD-태평양

6,9771,050940790770720521남/동아시아

65,9818,9258,8006,7706,6255,5605,549유 럽

16,3552,5502,5501,9001,5009501,818미 주

총 누계(MW)

2008년2007년2006년2005년2004년2003년지 역

향후 풍력발전 설비의 보급전망

Annual Wind Power DevelopmentActual 1990-2004 & Forecast 2005-2009

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

16,000

18,000

20,000

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

MW

Europe USA Asia Rest of World ExistingSource: BTM Consult ApS - March 2005

Average size WTG (kW) installed each countries

해외 풍력발전 기술의 현황 및 전망

1,3741,7738768727291,6501,9887262003

1,3091,6951,3361,1237671,7152,2257712004

8938431,1128455531,3971,4437092002

9089411,0007214411,2818506812001

6867958026484011,1019316002000

7206177755892839197506101999

7236155905042837836876361998

7075145504222796235604721997

5115624594203015305314001996

3275344482972084734933261995

미국영국스웨덴스페인인도독일덴마크중국연도

Average size WTG (kW) installed each year

Global Average Annual WTG in kW

0

200

400

600

800

1,000

1,200

1,400

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

kW

Source: BTM Consult ApS - March 2005

풍력발전 설비의 주요 지역별 보급 댓수

Total units Net increase per year Totaluntil end of by end of

Country/Region 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2004Total Americas 16,398 261 1,945 568 1,295 433 20,869Total Europe 21,766 4,624 3,920 4,194 3,738 4,589 42,331Total Asia 5,098 650 830 659 920 1,420 9,577Rest of World 285 156 27 115 219 305 1,107

Total units 43,547 5,691 6,722 5,536 6,172 6,747 73,884

Cumulative 43,547 49,238 55,960 61,496 67,668 73,884

Installed capacity by the end of 2004: 47,912 MW

Average size WTG in the world : 648 kW/WTGSource: BTM Consult ApS - March 2005

Development of Size

시험중인 5MW 초대형 풍력기기 전경(독일)

직경124m

높이120m

Year 2002 2003 2004Total MW supplied 7,416 8,062 8,508Product (Size range)"Small WTGs" <750 kW 13.7% 6.9% 5.4%"Mainstream" 750-1500 kW 55.7% 55.8% 50.9%"MW-class" 1501-2500 kW 30.0% 36.4% 42.8%"Multi-MW Class" >2500 kW 0.6% 0.9% 0.9%Total 100.0% 100.0% 100.0%Source: BTM Consult ApS - March 2005

% of total MW

Year: Until 2000 2001 2002 2003 2004Installed capacity (MW) during the year 3,425 3,570 4,485 5,881 6,081Number of units installed during the year 2,555 2,436 2,776 3,647 3,654Share of the World Market in % (ref. MW) 27.2% 52.3% 62.1% 70.5% 74.6%Source: BTM Consult ApS - March 2005

Installation status for MW WTG(2000-2004)

Capacity ratio for WTG in 2004

Offshore Windfarm

현재 운영중인 해양풍력발전 단지Country WTG`s MW Type foundations Construction

Vindeby (DK) 11 x 450 kW, Bonus 4.95 Concrete caisson 1991Lely (NL) 4 x 500 kW, NEG Micon 2.0 Driven monopile 1994Tunø Knob (DK) 10 x 500 kW, Vestas 5.0 Concrete caisson 1995Dronten Isselmeer (NL) 28 x 600 kW, NEG Micon 16.8 Driven Monopile 1996Bockstigen (S) 5 x 550 kW, NEG Micon 2.75 Drilled Monopile 1997Utgrunden (S) 7 x 1.5 kW, GE Wind 10.5 Driven Monopile 2000Blyth (UK) 2 x 2 MW, Vestas 4.0 Drilled Monopile 2000Middelgrunden (DK) 20 x 2 MW, Bonus 40.0 Concrete caisson 2000Yttre Stengrund (S) 5 x 2 MW, NEG Micon 10.0 Drilled Monopile 2001Horns Rev (DK) 80 x 2 MW, Vestas 160.0 Driven Monopile 2002Palludan Flak (DK) 10 x 2.3 MW, Bonus 23.0 Driven Monopile 2002Nysted Havmøllepark (DK) 72 x 2,3 MW, Bonus 165.6 Concrete caisson 2003Arklow Bank Phase I (IRL) 7 x 3,6 MW, GE Wind 25.2 Driven monopile 2003North Hoyle (UK) 30 x 2 MW, Vestas 60.0 Driven Monopile 2003Scroby Sands (UK) 30 x 2 MW, Vestas 60.0 Driven Monopile 2004Total Number of WTGs: 321 589.8 MWSource: BTM Consult ApS - March 2005

전세계 풍력시장의 확장(US$)The Global Wind Power Market in US$

Expected development 2005-2009

0

6,000

12,000

18,000

24,000

2004 2005 2006 2007 2008 2009

mill

. US$

0

20,000

40,000

60,000

80,000

Cum

ulat

ive

mill

. US$

Forecast offshore Offshore 2004 Onshore 2004

Forecast onshore Cumulative marketSource: BTM Consult ApS - March 2005

Top-10 Suppliers in 2004

해외 풍력발전시스템 제작사 기초자료 조사

Top-10 Suppliers in 2004% of the total market 8,154 MW

VESTAS (DK) 34.1%

ENERCON (GE) 15.8%

Others 4.1%NORDEX (GE)

2.3%

ECOTÉCNIA (ES) 2.6%

MITSUBISHI (JP) 2.6%

REPOWER (GE) 3.4%

SUZLON (Ind) 3.9%

SIEMENS (DK) 6.2%

GE WIND (US) 11.3%GAMESA (ES)

18.1%

Source: BTM Consult ApS - March 2005

Accu. Installed Share Accu. ShareMW MW 2004 MW accu.2003 2004 % 2004 %

VESTAS (DK) 14,797 2,783 34.1% 17,580 36.7%GAMESA (ES) 4,965 1,474 18.1% 6,438 13.4%ENERCON (GE) 5,758 1,288 15.8% 7,045 14.7%GE WIND (US) 4,428 918 11.3% 5,346 11.2%SIEMENS (DK) 3,367 507 6.2% 3,874 8.1%SUZLON (Ind) 463 322 3.9% 785 1.6%REPOWER (GE) 893 276 3.4% 1,169 2.4%MITSUBISHI (JP) 806 214 2.6% 1,019 2.1%ECOTÉCNIA (ES) 531 214 2.6% 744 1.6%NORDEX (GE) 2,219 186 2.3% 2,406 5.0%Others 4,026 334 4.1% 4,359 9.1%Total 42,253 8,513 104% 50,766 106%Source: BTM Consult ApS - March 2005

Top-10 Suppliers in 2004

Major Electricity Company’s Windfarm

풍력발전 전원 사례(전력회사)

Name of wind farm operator

Cumulative MWcapacity by endof 2003

Cumulative MWcapacity by endof 2004

Ibedrola S.A - (ES) 1,800 2,400Florida Power & Light - (US) 2,500 2,400EHN/Acciona Group - (ES) 850 2,400PPM Scottish Power (UK) na 1,200Eurus - (JP) 500 1,140Shell Renewables - (UK) 250 740Endesa S.A.- (ES) 600 680NUON - (NL) 500 550Alliant Energy - (US) 490 490ENEL Greenpower - (I) 400 480Energi E2 - (DK) na 460Elsam - (DK) na 420Siif/EnXco - (FR) 250 370RWE (GE) na 360American Electric Power - (US) 350 360Total 9,570 14,450Source: BTM Consult ApS - March 20051) Figures for Energi E2 and Elsam for 2003 were incorrect

Cumulative Est. average Est. average Est. electricityMW - end full load hours capacity factor production in

Country/Region 2004 2004 TWh2)

Germany 1) 16,649 1,794 20.5% 29.87Spain 8,263 2,100 24.0% 17.35USA 6,750 2,300 26.3% 15.53Denmark 3,083 2,250 25.7% 6.94India 3,000 1,800 20.5% 5.40The Netherlands 1,081 2,100 24.0% 2.27Italy 1,261 2,000 22.8% 2.52United Kingdom 889 2,628 30.0% 2.34P.R. China 769 2,100 24.0% 1.61Greece 587 2,500 28.5% 1.47Sweden 478 2,100 24.0% 1.00Rest of World 5,102 2,000 22.8% 10.20Total 47,912 (avg. 2014) (avg. 23%) 96.50Source: BTM Consult ApS - March 2005 1) Germany - DEWI - February 20052) Energy unit: 1 Tera Watt Hour (TWh) = 1 Billion kWh

Electricity from Wind Power

해외 풍력발전 단지의 사례

덴마크 REJSBY HEDE WINDFARM

발전 설비 용량: 24MW, 발전량: 57,600MWh/년이용율: 27.4%

독일 NORDFRIESLAND WINDPARK

발전 설비 용량: 12.5MW, 발전량: 18,900MWh/년이용율:17.3%

노르웨이 VIKNA WINDFARM

발전 설비 용량: 2.2MW, 발전량: 5,800MWh/년이용율: 30 %

일본 Tappi WINDPARK

발전 설비 용량: 2.9MW, 발전량: 6,000 MWh/년이용율: 25%

덴마크 Middelgrunden Offshore Windfarm 전경

발전 설비 용량: 40.0MW(2.0MW x 20기) 발전량: 80,000 MWh/년(추정) 이용율: 25%

70년대부터 수kW급의 낙도 독립전원 용으로 개발보급 개시

80년대 초 14kW 기기 실증시험 및 소형 풍력발전기기 국산화 기술개발에 주력

체계적 기술개발 계획 부재로 단속적으로 중단됨

90년대 초반 20kW 풍력발전기기가 제주 월령에 국산화 설치되어 운전실험

90년대 중반 이후 50~300kW 수직형 풍력기기가 시험 운전

2001년도 현재 600, 660 및 750kW 계통연계형 풍력기기가 시범사업으로서

제주도 및 경상북도등지에서 상용운전 단계

1997년도부터 2001년도 12월말 목표로 중대형급 750kW 풍력발전기기 회전자

국산화 진행완료

2005년도 상반기 목표로 중대형급 750kW 풍력발전시스템의 국산화 진행중

[㈜효성, 유니슨산업㈜]

국내의 풍력발전 기술개발 현황

국내 풍력발전 기술의 개발 및 보급현황

2005년 5월 현재 : 70,494.4kW 보급(110여기)

지역에너지사업 : 제주도 - 9,795kW강원도(태백시) - 2,640kW(1,700kW)전라북도 - 4,500kW(3,000kW증설)경상북도 - 1,260kW

발전회사 : 한국남부발전㈜제주 한경 풍력발전단지 – 6,000kW(14,000kW증설)

개인회사 : ㈜유니슨 영덕 풍력 – 39.6MW

2003년도 발전량 : 22,122MWh

정상가동중인 설비비율

국내의 풍력발전 기술보급 현황

100%100%합계

2.1%93.3%가동중지/철거

97.9%6.7%정상가동

수입설비(kW)국산설비(kW)

국내 운용중인 풍력발전 단지 현황(2003년도)

0.4127750(주)유니슨2002.11.대관령풍력(휴게소)

21.618,5619,795제주도1998.2.행원풍력

15.1875660경상북도2001.3.포항풍력

--600경상북도1999.11.울릉도풍력

10.22,6863,000전라북도2002.11.군산풍력(새만금)

추정이용률(%)

발전량(MWh)

총 용량(kW)

사업시행기관

건설개시풍력단지

국내 풍력발전 단지

발전설비용량 : 9.8MW (600kW ×2, 660kW ×7, 225kW ×1, 750kW ×5 )

누적발전량 : 32GWh

국내 최초의 상업발전용 풍력발전단지(연간 25,000MWh-연간 판매액 14-15억원 예상)

건설비 200만원/kW의 풍력발전단지

제주 행원 풍력 발전단지

국내 풍력발전 단지

국내 소형 풍력기술 보급 사례

한국에너지기술연구원내 건설운영

10kW 풍력발전시스템, 연계형 인버터

소형 풍력발전기기의 시범용 설치

제주월령 신재생에너지 시범단지내 건설운영

풍력10kW, 태양광10kW 및 축전지의 복합설비

농어촌 전화사업용 개발

국내 소형 풍력기술 보급 사례

제주 서귀포 자연휴양림내 설치

10kW 태양광발전시스템, 축전지

단위 전원 공급용의 시범 설치

제주도 마라도에 건설운영

풍력 7.5kW X 2기, 태양광 및 축전지의복합설비

DGPS 전원용으로 해양수산부에서 건설운용

하늘공원내 소형 풍력발전기 완성 전경 및 모니터링 설비

하늘공원내 소형 풍력발전기 전기설비 및 안내 표지판

국내 지원제도 및 사업추진 여건의 조사

대체에너지이용 발전전력의 기준가격 지침

산자부 고시 제2003-61호(2003.10.9.)

기준가격과 계통한계가격의 차액을 전력산업기반기금으로 지원

차액지원금 = (기준가격 – 월가중평균 계통한계비용) x 발전량

사업용 설비 발전원별 기준가격(정부 무상지원금 30%이하사업 적용)

61.8065.20716.4073.69107.66기준가격

(원/kWh)

20-50MW

이하20MW미만

매립지가스

태양광소수력풍력전원

풍력(250MW), 태양광(20MW) : 15년간 보장(1회한 기준가격 조정가능)

사업비 융자 및 세제지원

시설자금 융자

소요자금의 100%이내에서 사업자당 150억원 이내(3년거치 5년 분할 상황, 변동금리 3%이내)

운전자금 융자

소요자금의 90%이내에서 사업자당 5억원 이내(1년거치 2년 분할 상환, 변동금리 3%이내)

세제지원

소득세, 법인세 공제 : 투자금의 7% 공제

관세 경감 : 관세액의 65% 경감(4개분야 26개 품목, 8%->2.8%)

교통세 감면 : 바이오디젤

기상청 서울 실측자료 분석자료측정기간 : 1996. 1. 1 ∼ 2000. 12. 31 (5년)

총 43,848시간 측정(10m) 및 높이 보정(30m)

연 평균 풍속 : 2.9m/s , 주풍향 : SW

기상청 서울지역 실측자료의 분석 (보라매 공원)

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

월

평균

풍속

(m/s

ec

)

30m 10m

월별 평균풍속의 변화

0

20

40

60

80

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

월

평균

풍력

에너

지 밀

도(W

/㎡)

월별 풍력에너지밀도의 변화

기상청 서울 실측자료 분석자료측정기간 : 1996. 1. 1 ∼ 2000. 12. 31 (5년)

총 43,848시간 측정(10m) 및 높이 보정(30m)

연 평균 풍속 : 2.9m/s , 주풍향 : SW

-1

1

3

5N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

풍향별 평균풍속의 변화

0

5

10

15

20N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

풍향별 빈도수의 변화

기상청 서울 실측자료 분석자료측정기간 : 1996. 1. 1 ∼ 2000. 12. 31 (5년)

총 43,848시간 측정(10m) 및 높이 보정(30m)

연 평균 풍속 : 2.9m/s , 주풍향 : SW

0

20

40

60

80N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

시간

풍향

지속

도

풍향별 유효에너지의 변화 풍향지속도의 변화

서울 기상청 실측자료 분석

2.9보정 높이 연평균풍속

(m/sec-30m)

59.5난류도(%)

1.73표준편차(m/sec)

1.694K

3.26C

(m/sec)Weibull 풍속분포

SW주 풍향

34.6풍력에너지 밀도

(W/m2)

2.3측정높이 연평균풍속

(m/sec)

서울 기상청

기상자료 측정 설비의 건설 기상자료 측정 장비

하늘공원내 기상자료 측정설비 건설 및 실측자료 분석

하늘공원 측정지점의 동쪽 전경 하늘공원 측정지점의 서쪽 전경

하늘공원 측정지점의 북쪽 전경하늘공원 측정지점의 남쪽 전경

측정지점 주변 지형도

월별 평균풍속의 변화 월별 평균 풍력에너지의 변화

자료 측정기간 : 2001. 6. 1. ∼ 2002. 5. 31.

총 8,616개의 시간 평균 풍속, 풍향 및 일사량 자료 수집 분석

연 평균 풍속 : 3.9m/s , 주풍향 : NW

난지 하늘공원 실측자료 분석

0

2

4

6

8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

월

평균

풍속

(m/s

ec

)

30m 15m

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

월

평균

풍력

에너

지 밀

도(W

/㎡)

풍향별 평균풍속의 변화

자료 측정기간 : 2001. 6. 1. ∼ 2002. 5. 31.

총 8,616개의 시간 평균 풍속, 풍향 및 일사량 자료 수집 분석

연 평균 풍속 : 3.9m/s , 주풍향 : NW

난지 하늘공원 실측자료 분석

0

2

4

6N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

0

4

8

12N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

풍향별 빈도수의 변화

풍향별 유효에너지의 변화

자료 측정기간 : 2001. 6. 1. ∼ 2002. 5. 31.

총 8,616개의 시간 평균 풍속, 풍향 및 일사량 자료 수집 분석

연 평균 풍속 : 3.9m/s , 주풍향 : NW

난지 하늘공원 실측자료 분석

시간별 풍향지속도의 변화

0

40

80

120N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

시간

풍향

지속

도

풍향별 유효에너지의 변화

기상청 및 난지 하늘공원 실측자료 종합 분석

시간별 풍향지속도의 변화

0

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

월

평균

풍속

(m/s

ec

)

기상청 난지도

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

월

평균

풍력

에너

지밀

도（

Ｗ／

㎡）

기상청 난지도

기상청 및 난지 하늘공원 실측자료 종합 분석

0

2

4

6N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

기상청 난지도

0

6

12

18N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

기상청 난지도

풍향별 평균풍속의 변화 풍향별 빈도수의 변화

기상청 및 난지 하늘공원 실측자료 종합 분석

0

30

60

90

120N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

기상청 난지도

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

시간풍

향지

속도

기상청 난지도

풍향별 유효에너지의 변화 시간별 풍향지속도의 변화

난지 하늘공원 실측 자료 분석 결과

151.88수평면 일사량 (W/m2)

56.4난류도 (%)

2.2표준편차 (m/sec)

1.671K

4.39C(m/sec)

Weibull 풍속분포

NW주풍향

86.2풍력에너지밀도 (W/m2)

3.9측정높이 평균 풍속 (m/sec-30m)

난지 하늘 공원구 분

난지 하늘공원 기타 기상자료 실측 결과

48505050515240514740475350

상대

습도

(%)

100101101100100

100

9999100

100

100

101

101

대기압

(hPa)

12-1615222524211713710

대기

온도

(℃)

15194104123185

204

150

166

221

198

156

125

89일사량

(W/㎡)

평균12월

11월

10월

9월8월7월6월5월4월3월2월1월

월

인자

하늘공원 소형 풍력발전시스템 운전실적 예측

연간 예상 발전량 : 34,250kWh/년, 예상 이용률 : 3.9%

예상 발전량 및 이용률

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

월

이 용

률(%

)

0500

10001500

20002500

30003500

40004500

5000

발 전

량(k

Wh)

발전량 이용률

일별 평균 발전량의 비교분석

평균 풍속-출력

0

1

2

3

4

5

6/7 6/8 6/9 6/10 6/11 6/15

풍속

[m/s

]

0

1

2

3

4

5

6

7

출력

[kW

]

1기당평균출력

1기예상평균출력

평균풍속

우리나라도 1998년 9월의 교토의정서에 의거 2013년도부터 온실가스 저감 협약을 이행하여야 하는 상황에서,이산화탄소 배출량의 증가률이 세계1위로서 낮은 에너지효율과 높은 석유 및 석탄의존도(80%이상)에 의해 온실가스방지정책 및 청정에너지원의 개발에 시민사회 및 중앙/지방정부가 중심에 서야함

국가적 차원의 제2차 신재생E기본계획에 의거 총전력생산량의 2.4%(2006년) 및 7%(2011년, 490만kW)의공급계획에 의거 청정 풍력발전원의 개발보급이 요구됨

친환경적인 풍력발전기술은 청정에너지원으로서 지구환경보전, 미래에너지원 및 신재생발전기술의 확보차원에서 시장및 보급확대 요구에 대한 능동적/실용적 대응기술임

서울시내에서의 청정 풍력에너지의 활용가능성은 정확한풍력자원의 측정과 분석을 통해 가능함

맺 음 말