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해상풍력발전 플랜트 해양특성분석 및 설계지원

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Academic year: 2023

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해상풍력 부지선정 지원, 해양지형분석, 그린디자인, 부지계획 지원 부록 D는 환경 친화적인 해상 풍력 단지 건설 계획을 제시합니다.

조석

조류

파랑

조석관측

제5장 해상풍력 기반 설계/시공 기술 검토. 현재 해상 풍력 발전에 사용되는 기초 유형에는 모노파일 기초, 랙 기초, 흡입 케이슨/버킷 기초(그림 5.1.1 참조), 3중 기초가 포함됩니다. 60m 이상의 심해 조건은 현재 조사 중입니다. a) 모노파일: Horns Rev(덴마크) (b) 삼각대(독일 Borkum). 하중에 대해 엄격한 거동을 보이는 토대 유형일 수 있습니다.

DEME(벨기에) 5MW 중력식 해상풍력 기초공사 SIDR I (중국) 3MW급 중력식 해상풍력 기초설계 DEME(벨기에) 5MW급 중력식 해상풍력 기초설계

국내 풍력발전 기반의 설계 및 시공 해양구조물의 기초설계에 앞서 지반에 대한 정보수집이 필요하다. 그러나 심해 또는 해상 기초가 유연하게 거동할 것으로 예상되는 경우에는 동하중으로 해석됩니다.

해상기초의 사용성 한계상태를 이용하여 말뚝 머리부 변위나 말뚝 내부 응력을 측정할 때 지지력이나 하중계수를 사용하지 않고 원래 값을 그대로 사용(1.0 사용). 말뚝 기초의 경우 수직 하중에 대한 말뚝의 재료계수(gm)는 1.25입니다.

표  4.1.1  해수유동  수치모형실험의  개요
표 4.1.1 해수유동 수치모형실험의 개요

파랑관측

해수유동

EFDC는 크게 흐름, 퇴적물 이동, 수질의 3가지 요소로 구성되며 흐름 모델은 수온과 염분을 함께 고려한 3차원 천해 방정식을 기반으로 한다. EFDC 모델은 지금까지 수많은 수역 연구에 적용되었습니다. 이 모델은 수직 방향으로 σ 좌표계를 사용하고 수평 방향으로 선형 또는 직교 곡선 좌표계를 사용합니다.

모델의 결과로 구한 난류길이와 난류강도로부터 수직난류 점성계수와 수직난류확산계수는 다음과 같이 계산된다. 열린 바다 경계에서 모델 영역으로 전파되는 흐름 현상을 재현하려면 해수면 변동 또는 접선 속도 성분을 지정해야 합니다. 흐름이 모델 도메인 외부로 전파될 때 속도 성분은 운동 방정식에서 이류 및 수평 와도 항을 무시하는 나머지 항만 사용하여 열린 경계에 수직으로 계산됩니다.

따라서 이 모델은 솔루션의 정확도를 높이고 음의 농도를 생성하지 않는 다차원 양의 정의 대류 운송 알고리즘(MPDATA, Smolarkiewicz 및 Clark, 1986)을 사용합니다.

그림  4.1.1  EFDC  Hydrodynamic  model의  흐름도
그림 4.1.1 EFDC Hydrodynamic model의 흐름도

폭풍해일

해일고 분석법은 연간 1시간 데이터를 조화분해하여 얻은 예측값과 실제 관측값을 비교하여 태풍 영향주기 편차를 해일고로 취한다. 잔존조위는 대부분 기상조건에 의한 해수면의 변화(Pugh, 1987)이기 때문에 태풍 시 발생하는 잔존조위를 폭풍해일과 동의어로 사용한다. 나머지 4개의 태풍에 대해서는 1시간 자료로부터 관측파고를 산정한 점을 감안하여 계산된 값이 관측치를 초과해야 만족할 수 있음을 교차검증하였다.

태풍번호 태풍명 발생기간 중심기압(hPa) 최대풍속(kt). 태풍 번호 태풍 이름 대상 지역 쓰나미 높이(cm). 아니요. 태풍 번호 태풍 이름 최소 중심 기압(hPa) 영향 기간.

아니요. 태풍 번호 태풍 이름 최소 중심 기압(hPa) 영향 기간.

그림  4.2.1  연별  최대  조위편차  분포도
그림 4.2.1 연별 최대 조위편차 분포도

국부세굴

해석방법은 기본적으로 비정상유동이며, 연속방정식, 3차원 Navier-Stokes방정식, 에너지방정식을 이용하여 유체 및 열유동을 해석한다. 부유 모래는 경계에 도입되거나 고체 퇴적물의 침식으로 인해 발생합니다. 입구 경계에서는 해수유동 실험에서 구한 최대 유속을 외부 강제력 조건(1.0 m/s)으로, 출구 조건을 강제 출구로 설정하였다.

실험 2의 경계조건은 실험 1과 동일한 조건으로 실험하였다. 자를 사용하였고 수직방향으로 1.0m 등간격 격자를 사용하였다. 실험계획별 마모양상을 파악하기 위하여 외력조건으로 해수유동실험을 통하여 제어구간의 최대유량을 산출하였으며 실험결과는 다음과 같다.

실험 3에서 재킷 기초 구조물의 해수 유동 실험 결과 내부 구조의 복잡한 형상 때문이다.

표  4.3.1  CSU  공식의  입력조건
표 4.3.1 CSU 공식의 입력조건

해상풍력발전 기초공법

유럽지역 해상풍력발전에 가장 많이 적용되는 기초형이다. Blyth 풍력 발전소(영국) 9m Mott Mac Donald. 영국) 3MW급 해상풍력 기초설계 Barrow. MBG(벨기에) 해상 풍력 에너지용 5MW급 중력 기반 제작.

5MW급 삼각대 해상풍력기초 제작 따라서 해상 풍력 발전 전용 기초(IEC, GL, DNV)는 모두 피로 하중 계산을 지정합니다. 이 중 ULS와 SLS는 해양 기초 설계에 사용됩니다.

기초 구조물의 거동을 사실적으로 측정합니다. 여기서 말뚝기초의 극한지지력 QD는 다음 식으로 구한다. 주기 하중 및 정적 하중에 대한 해양 말뚝의 기초 침하를 연구해야 합니다.

표  5.1.2  해상풍력에서의  모노파일  형식  기초구조물  시공  현황
표 5.1.2 해상풍력에서의 모노파일 형식 기초구조물 시공 현황

해상풍력발전 기초 해외설계기준 분석

Sketch of Finite Volume Method (After Flow Science Inc., 1993)

Gambar

그림  3.1.2  정점  T에서  관측된  조석자료에  의한  조위면도
표  4.1.2  모델  격자수심  생성에  사용된  해도목록
그림  4.1.5  해수유동  모델  보정  및  검증자료  위치
표  4.2.1  기준조석관측소  조화상수
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Referensi

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