외진 곳에는 전력의 제한이 있어 이런 곳에서 풍속과 풍향을 측정하는 것은 항상 어려운 일입니다.
배경
외진 곳에는 전력의 제한이 있어 이런 곳에서 풍속과 풍향을 측정하는 것은 항상 어려운 일입니다. 태양열 패널, 풍력 터빈, 디젤 제너레이터나 배터리는 설치와 유지 보스가 복잡하고 값이 비싸 측정 시설을 배치하는 것에 제한이 아주 많습니다. 이에 따라, 넓은 지리적 영역에 대한 측정이 전혀 되지 않아 기상 보고와 예보에 있어 정밀도의 한계를 야기하고 있습니다.
아이슬란드에 위치한 고전압 정찰 기술 제공 업체인 Laki Power는 이 문제를 해결하기 위한 새로운 방법을 개발했습니다. 그들의 모니터링 스테이션은 오버헤드 전력선에 위치해 있으며, 유도를 통해 전력을 생산합니다. 이러한 스테이션은 풍속, 풍향과 주변 온도 및 염도와 같은 다양한 기상 계측기를 갖추고 있습니다. 이러한 기기는 모바일 네트워크를 통해 전력망 운영자에게 실시간으로 데이터를 보냅니다. 이를 설치하는 데에는 30분이 걸리며, 유지보수 없이 가동되도록 설계되었습니다.
전력망의 주연결망이 광대한 지리적 지역에 걸쳐 있기 때문에, Laki Power의 발명품은 다른 솔루션보다 훨씬 낮은 비용으로 더 많은 곳의 기상 측정을 할 수 있는 경제적인 솔루션입니다. 전력선은 산과 숲, 계곡을 가로지릅니다. 이는 본질적으로 지역 기상을 측정하는 데 다양한 소기후 또한 거친다는 것을 뜻합니다. 모니터링 스테이션은 전송 시스템 오퍼레이터(TSOs: Transmission System Operators), 분배 시스템 오퍼레이터(DSOs: Distribution System Operators) 및 기타 전기 유틸리티를 위해 개발되었으며, 기존 전력선의 용량을 높이기 위해 동적 라인 등급(DLR: Dynamic Line Rating)을 배치할 수 있는 잠재력이 큽니다. 기상청과 고속도로 행정 기관 또한 기상 측정 범위의 블라인드 스팟을 줄이기 위해 Laki Power의 솔루션을 배치하는 것을 고려하고 있습니다.
모니터링 스테이션은 고전압 전력선에 직접적으로 위치해 있고 풍속과 다른 기상 조건이 극한에 달하는 산맥이 가득한 지역에 자주 배치됩니다. 극도로 추운 기상 조건에서는 결빙이 위험 요소이며, 덥고 건조한 기후에서는 높은 기온과 산불이 위험 요소가 됩니다. 결과적으로, 고객이 LKX 다목적 정찰 및 DLR 스테이션을 설계할 때, Laki는 극한의 조건에서도 정밀한 풍속과 풍향을 측정하는 풍향풍속계를 포함해야 했습니다. Laki는 또한 작고 경량이면서도 고전압, 고진동 환경에서도 가동할 수 있는 센서가 필요했습니다.
프로젝트
Laki Power는 FT 테크놀로지스에게 이렇게나 다양한 가동 환경도 견딜 수 있는 풍향풍속계를 제공할 것을 요청했습니다. FT742-SM은 표면 장착이 가능한 작은 크기의 모델로, 결빙 방지를 위해 본체 전체를 가열할 수 있어 FT 제품 중 가장 적합한 모델인 것으로 보았습니다.
원래는 FT742-SM을 LKX 모듈의 윗편에 마운팅하는 것이었습니다. 처음 테스트는 센서가 예상 고전압을 견딜 수 있을 것으로 확인했습니다. 하지만 여유를 두기 위해, Laki Power 엔지니어들은 전기장으로부터 더 잘 보호하기 위해 모듈의 아랫편에 센서를 마운팅하기로 결정했습니다. 그들은 또한 버섯 모양의 캡을 개발하여 센서의 상단에 달아 코로나 방전 발생 가능성을 줄였습니다.
센서와 캡을 LKX-201 스테이션 전체에 통합한 후, 독일 Deutsche WindGuard의 윈드 터널 연구소에서 윈드 터널 테스트를 진행했습니다. 광범위한 보정 데이터를 수집하여 공기 모든 역학적 영향을 식별 및 수집하고 측정 데이터의 정밀도를 충분히 확보했습니다.
이제 아이슬란드 및 노르웨이에 다수의 LKX-201 스테이션이 전력선에 설치되었으며, 결빙이 많고 바람이 거센 극도로 열악한 환경에서도 완벽하게 가동되고 있습니다.
LKX-201고전압, 다목적 정찰 및 DLR 스테이션은 피시아이 지상 카메라와 정교한 열 그래픽 환경 센서 어레이와 4K 양방향 카메라를 결합하여 광범위한 선 및 지상 정찰 기능을 제공합니다.
결론
“평가한 모든 센서 중에 FT 풍향풍속계만이 우리 조건을 모두 충족했습니다. 고전압 환경에서 가동이 가능하고, 극한의 추위와 결빙을 견디며, 작은 크기에 경량이어서 우리 설계도에 맞출 수 있었습니다. FT와 가까이 협업하며 완벽한 통합을 이루어 낼 수 있었고, 윈드 터널 테스트 결과가 매우 자랑스럽습니다. 높은 정밀도를 자랑하는 제품이라 이제 전력선에서 풍속 측정을 할 수 있게 되었습니다.
“이제 풍력과 태양열과 같은 재생 가능한 기술이 크게 상품화되어 투자자와 전력회사들이 마진을 개선할 방법을 찾고 있으며, 이를 위해 개선된 제어 시스템에 관심을 기울이고 있습니다. 재생 가능한 전력 생산 시스템의 투자 비용 때문에, 시스템을 전력 최대 생산 지점과 가까운 수준에서 가동하는 것이 중요하며, 특히 풍력과 태양열 PV 생산 시스템인 경우 더욱 그렇습니다. 이에 더해, 풍력 및 태양열 PV 전력 자원은 간헐적이기 때문에 풍속과 태양 일사에 대한 정밀한 예상과 모델링이 필요합니다. 또한, 재생 가능한 잔력 생산 시스템은 보다 신뢰할 수 있는 전력 공급을 위해 보통 전력망과 상호 연결합니다.
“FT742-SM 풍향풍속계와 우리 모니터링 스테이션의 통합은 실시간 풍속과 풍향에 대한 정보를 전송 시스템과 전력망 운영자에게 전달할 수 있게 합니다. 이는 특히 춥고 외딴 기후에 있는 곳이나 산불 발생 위험이 높은 지역의 전력망 사회기반시설을 모니터링과 관리할 때 행동을 취할 수 있는 지능을 줍니다.”
Bjorgvin Sigurdsson
최고 경영자
Laki Power
아이슬란드
