Development and Performance Test of Hydraulic PTO for 50㎾ Class Rotating Body Type Wave Energy Converter

50㎾급 동체회전형 파력발전시스템 유압식 전력변환장치 개발 및 성능시험

  • 최경식 (한전 전력연구원 녹색성장연구소) ;
  • 양동순 (한전 전력연구원 녹색성장연구소) ;
  • 박신열 (한전 전력연구원 녹색성장연구소) ;
  • 조병학 (한전 전력연구원 녹색성장연구소)
  • Received : 2011.08.16
  • Accepted : 2011.09.21
  • Published : 2011.09.30

Abstract

50kW급 동체회전형 파력발전시스템(WEC;wave energy converter)의 전력변환장치(PTO; power take-off)를 설계 제작한 후 성능시험을 하였다. 파력발전시스템은 2개의 실린더형 동체가 회전관절로 연결된 구조로 수면의 반정도 잠기는 구조로 되어있다. 파랑에 의해 유도된 회전관전의 움직임이 유압실린더에 힘을 가해주며, 유압실린더는 고압의 작동유를 축압기를 경유하여 발전기에 체결된 유압모터로 공급한다. 유압식 PTO은 유압실린더가 왕복운동하는 움직임을 이용하여 고품질의 전력을 생산하는데 효과전인 수단을 제공한다. 파력발전시스템의 경제성은 PTO의 에너지 변환 효율에 크게 의존한다. 발전기를 AC 380V 전력계통에 연계시킨 후, 발전기에서 나오는 출력이 5, 20, 35, 43kW 일때 PTO 전체와 개별기기에 대한 효율을 측정하였다. 본 논문에서 유압식 PTO시스템의 설계에 대해 설명하였으며 효율 향상에 초점을 맞추어 PTO 성능대해 분석하였다.

Keywords

Acknowledgement

Grant : 가동물체형 고효율 파력발전시스템 기술 실증시험

Supported by : 지경부

References

  1. David Dunnett, James S. Wallace,2009, Electricity generation from wave power in Canada, Renewable Energy, 34,179-180.1 https://doi.org/10.1016/j.renene.2008.04.034
  2. Limin Yang, JOrgen Hals, Torgeir Moan, 2010, Analysis of dynamic effects relevant for the wear damage in hydraulic machines for wave energy conversion, Ocean Engineering 37, 1089 https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2010.04.005
  3. Jens Peter Kofoed, Peter Friaard, Erik Friis-Madsen, Hans Chr. SOrensen, 2006, prototype testing of the wave energy converter wave dragon, Renewable Energy 31,187-188
  4. Dara O'Sullivan, James Griffiths, Michael G.Egan, Anthony W. Lewis, 2011, Development of an electrical power take off system for a seat-test scaled offshore wave energy device, Renewable Energy 36, 1236-1237 https://doi.org/10.1016/j.renene.2010.10.007
  5. Johannes Falnes, 2001, Optium control of oscillation of wave-energy converter, Proceedings of the Eleventh (2001) International Offshore and Polar Engineering Conference Stavanger, Norway, June 17-22, 2P
  6. Antonio F. de O. Falcao, 2007, Modelling and control of oscillating-body wave energy converters with hydraulic power take-off and gas accumulator, Ocean Engineering 34, 2023-2027
  7. Antonio F. de O. Falcao, 2007, Phase control through load control of oscillating-body wave energy converters with hydraulic PTO system, Ocean Engineering 35, 358-362
  8. T. Bjarte-Larsson, J. Falnes, 2005, Laboratory experiment on heaving body with hydraulic power take-off and latching control, Ocean Engineering 33, 847-848
  9. Ross Henderson, 2006, Design, simulation, and testing of a novel hydraulic power take-off system for the Pelamis wave energy converter, Renewable Energy 31, 271-273 https://doi.org/10.1016/j.renene.2005.08.021
  10. Cruz, J., 2008, Ocean wave energy: current status and future perspectives, Springer, 304-319
  11. Richard Yemm, 2003, Pelamis WEC Full-Scale Joint System Test, DTI, 24
  12. Cho, B.-H., Yang, D.-S., Park, S.-Y., Choi, K.-S., Lee, D.-H., 2010, Modeling and Control of a 75kW Class Variable Liquid-Column Oscillator for Highly Efficient Wave Energy Converter, Ocean Engineering 38, 437
  13. NOK Ltd, Packings; Hydraulic sealing systems, Cat.No 035.02-99, 1-5