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제목 : 미국) 풍력 에너지 성과 및 연말 성과 보고서: 2024 회계연도 (Wind Energy Accomplishments and Year-End Performance Report: Fiscal Year 2024)

2024년도 NREL의 풍력 에너지 프로그램 협력 현황

 2024년(FY) 국립 재생에너지 연구소(NREL)는 풍력 에너지 과학 및 기술의 혁신 속도를 가속화하고, 그리드 시스템 통합을 촉진하며, 설치 문제에 대한 지속 가능한 솔루션을 개발하기 위해 노력하였다. NREL은 풍력 에너지 과학을 발전시키고 풍력 에너지 설치를 간소화하며 풍력 발전 전기 비용을 낮추기 위해 고안된 92개의 활성 계약을 통해 72개 파트너와 협력했으며, 풍력 에너지 보급을 발전시키는데 중요한 5가지 연구 분야(풍력 대기 과학, 풍력 터빈 시스템, 풍력 발전소 및 그리드, 환경 공동 설계 및 사회 과학)를 중심으로 수행하였다.

2024년 NREL의 풍력 분야 주요 연구성과

① 풍력 대기 과학

 연구자들에 따르면, 풍력 발전소 운영에서 대기 흐름의 물리학에 대한 이해를 개선하는 것은 새롭고 도전적인 육상 및 해상 지역으로의 배치를 확대하는 데 필요하다.

   • 해상 풍력 에너지 예측의 불확실성을 줄이고, 두 가지 풍력 발전소 제어 전략인 웨이크 스티어링과 웨이크 믹싱을 조사하여 전력 생산과 터빈 수명에 미치는 영향을 평가한다

   • 국제 에너지 기구 풍력 기술 협력 프로그램 과제 57: 모델의 공동 평가를 통해 풍력 흐름, 풍력 터빈 및 풍력 발전소 시뮬레이션에 대한 국제 연구 조정한다.

   • 학계, 산업 및 정부 기관과 협력하여 동부 해안에서 풍력 발전소 간 웨이크 효과를 분석한다.

② 풍력 터빈 시스템

 풍력 터빈 연구 및 개발 질문에 답하려면 혁신적이고 맞춤형 솔루션을 개발하기 위해 풍력 터빈의 재료와 시스템 역학에 대한 이해를 높혀야 한다.

   • 효율성, 비용 효율성, 신뢰성 및 성능을 개선하는 방법을 강조하기 위해 해상 풍력 에너지에 대한 운영 및 유지 관리 로드맵 게시한다.

   • 풍력 터빈 기어박스 설계 표준 업그레이드한다.

   • 풍력 발전기 구성 요소의 무게를 줄이기 위한 새로운 설계 및 3D 인쇄 기능을 개발한다.

③ 풍력 발전소와 그리드

 연구자들은 그리드 안정성, 전기 전송 및 풍력 에너지 기술과 관련된 과제를 해결하기 위해 풍력 발전소의 최적화 및 제어를 개선하는 것이 필요하다.

   • 필수적인 풍력 인프라를 사이버 위협으로부터 보호하는 데 도움이 되는 표준화된 프레임워크를 개발한다.

   • 전기 그리드에서 더 많은 풍력 에너지를 공급할 수 있는 잠재력을 강조하기 위해 GE 2.5메가와트 풍력 터빈 구동계를 특성화한다.

   • 5형 발전기가 어떻게 보다 안전하고 안정적인 전력망으로 가는 추가 경로를 제공할 수 있는지 보여주는 모델을 개발하고, 해상 풍력과 육상 전력망을 통합할 때의 성능과 안정성을 평가한다.

④ 환경 공동 설계

 환경적 고려 사항을 고려하여 풍력 터빈과 풍력 에너지 프로젝트를 공동 설계하면 프로젝트 개발을 간소화하고 방해받는 영향을 줄일 수 있다.

   • 풍력 터빈 충돌 위험이 있는 종을 표적으로 삼을 수 있는 보다 효과적인 초음파 억제 기술을 개발한다.

   • 콜로라도, 뉴멕시코, 텍사스, 유타, 와이오밍의 주 기관 및 기타 이해 관계자 그룹에 풍력 에너지와 야생 동물 상호 작용을 모니터링하고 완화하기 위한 현재 관행에 대한 교육한다.

   • 고래를 감지하고 해상 풍력 에너지 건설 활동 주변에서 고래의 움직임을 추적할 수 있는 기술을 검증하기 위한 프레임워크를 개발한다.

⑤ 사회 과학

 사회 과학은 풍력 에너지 배치와 관련된 사회적, 문화적, 행동적 측면을 이해하고 해결하는 데 중요한 역할을 한다.

   • 가상 및 직접 모임을 통해 풍력 에너지 형평성 작업에 참여하는 개인을 지원하고 관련 리소스를 문서화하고 공유하는 최초의 커뮤니티 실무를 시작한다.

   • 지역 사회가 풍력 에너지의 혜택을 받고 풍력 에너지에 참여할 수 있는 방법을 더 잘 이해할 수 있도록 돕는 가이드를 개발하고 약 300개의 풍력 에너지 프로젝트에 대한 커뮤니티 혜택 정보 데이터베이스를 게시한다.

 NREL 연구자들은 Grand Challenges와 관련된 연구 격차를 줄이는 데 도움을 주는 것 외에도 DOE의 풍력 에너지 기술 사무소를 위한 광범위한 연구, 개발 및 배포 프로젝트를 계속 지원하고 있다.