【목적】풍력발전단지 내 상하류 풍력 터빈 간 수평 간격은 일반적으로 로터 직경의 5~10배이며, 상류 풍력 터빈에서 생성된 와류는 하류 터빈의 성능에 큰 영향을 미쳐 풍력발전단지 전체 발전량 감소를 초래한다. 와류 모델의 예측 정확도를 향상시켜 풍력단지의 발전 효율을 높이는 것이 목적이다. 【방법】고전적인 Jensen 와류 모델에 가우스 확률 밀도 함수를 도입하여 Jensen-Gaussian 와류 모델을 유도하고, 실제 풍력발전단지에서 측정된 풍속 데이터를 활용해 모델 파라미터를 최적화하였으며, 특히 난류 강도를 통해 와류 팽창 계수를 최적화하여 와류 속도 예측 정확도를 향상시켰다. 【결과】최적화된 모델을 고전적인 2차원 Gaussian 모델, 2차원 흡인 모델 등 다른 와류 모델들과 예측 결과를 비교 검증한 결과, 최적화된 Jensen-Gaussian 와류 모델이 와류 분포 특성을 더 정확하게 설명하며, 최적화 전 대비 각각 4.42%와 4.10%의 예측 정확도 향상을 보였고, 다른 비교 모델들보다 우수함을 확인하였다. 【결론】본 모델은 풍력 터빈 와류 영역 내 풍속 예측에 높은 정확도를 가지며 풍력발전단지 배치 최적화 및 와류 제어에 이론적 근거를 제공할 수 있다.

와류 모델;풍력 터빈 와류;풍력발전단지;가우스 분포;원거리 와류 영역;파라미터 최적화