서해안 해상풍력단지 풍황관측용 부유식 라이다 운영을 위한 선박형 부표식 설계 및 계류 시스템의 수치 해석적 안정성 평가

Design of Ship-type Floating LiDAR Buoy System for Wind Resource Measurement in the Korean West Sea and Numerical Analysis of Stability Assessment of Mooring System

부유식 라이다는 해상풍력단지 조성 시 필수적인 풍황관측의 새로운 패러다임을 제공하는 시스템이다. 시간과 비용을 절약하고 환경에 미치는 영향을 최소화하며 지역사회의 반발까지 줄일 수 있어 업계의 표준으로 떠오르고 있다. 하지만 부표의 동요에 의한 교란요인이 관측자료의 신뢰도에 영향을 미치므로 안정적인 플랫폼의 설계 및 검증이 매우 중요하다. 국내에서는 이 분야의 기술 진출이 늦어짐에 따라 다수의 외국계 장비업체들이 국내시장을 장악하고 있다. 우리나라 서해안은 조수간만의 차가 매우 큰 천해성 환경이기 때문에 강한 해류가 반복적으로 나타나고, 계절별로 다른 강한 에너지의 파도가 형성된다. 본 논문은 이와 같이 복합적인 환경 특성을 지닌 우리나라 해역에서 라이다 운영에 적합한 부표식에 대한 연구를 수행하였다. 본 논문에서는 가장 먼저 적용된 선박형 부표식의 최적화 설계 및 검증 사례를 소개하고, 향후 다양한 플랫폼 개발의 기반이 될 중요한 개념을 도출하고자 한다.

Floating LiDAR is a system that provides a new paradigm for wind condition observation, which is essential when creating an offshore wind farm. As it can save time and money, minimize environmental impact, and even reduce backlash from local communities, it is emerging as the industry standard. However, the design and verification of a stable platform is very important, as disturbance factors caused by fluctuations of the buoy affect the reliability of observation data. In Korea, due to the nation’s late entry into the technology, a number of foreign equipment manufacturers are dominating the domestic market. The west coast of Korea is a shallow sea environment with a very large tidal difference, so strong currents repeatedly appear depending on the region, and waves of strong energy that differ by season are formed. This paper conducted a study examining buoys suitable for LiDAR operation in the waters of Korea, which have such complex environmental characteristics. In this paper, we will introduce examples of optimized design and verification of ship-type buoys, which were applied first, and derive important concepts that will serve as the basis for the development of various platforms in the future.