• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.17-18
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• 2014

파력발전기의 유형은 진동수주형, 월파형, 가동물체형으로 나누어진다. 그 중 가동물체형은 파도에너지를 기계적 운동에너지로 전환하여 발전하기 때문에 가동물체의 운동량이 증가해야 발전량이 증가 할 수 있다. 본 논문에서는 가동물체형 파력발전기를 발전시스템이 있는 구조물 본체와 가동부유체로 구성하고 바 형태의 다리로 연결하였다. 다양한 정면파 조건에서 가동부유체와 구조물 본체 간 연결 방식 변화에 따른 운동 특성을 연구하고, 발전축의 모멘트와 각속도를 계산하였다. 이 연구는 가동물체형 파력발전기의 설계시 기초 자료로 사용 될 수 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.208-209
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• 2016

본 논문에서는 가동물체형 AFPM 파력 발전기용 시뮬레이터 구현 및 실험을 수행하였다. 파력 발전기는 파도의 에너지를 이용하여 부이의 움직임에 따라 발전하는 방식이다. 기존의 소형 파력 발전 시스템의 경우 단순히 전파 정류하여 축전지에 충전하는 방식을 사용한다. 그러나 전파 정류기를 사용하는 경우 파도에 속도에 따른 최적의 발전량을 제어하지 못해 발전 효율이 떨어지는 단점이 있지만, 인버터를 사용하는 경우 속도에 따른 발전량을 순시 적으로 제어할 수 있어 발전 효율을 높일 수 있다. AFPM 파력 발전기의 제어를 위하여 전류제어기와 센서리스 알고리즘을 구성하였으며 구현된 제어기는 파력 발전 시뮬레이터 실험을 통하여 회전자 위치 추정 및 속도에 따른 제어 성능을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.73-80
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• 2016

파의 왕복운동을 지속적인 일방향 회전운동으로 유도하여 발전기의 가동에 있어 기계적인 손실 에너지를 감소시켜 발전효율을 극대화시킬 수 있는 파의 수평왕복운동을 직접 이용하는 가동물체형 파력발전장치가 개발되었다. 그리고 실제 전력생산에 관한 수리실험이 수행되었고 그 결과가 토의되었다. 수리실험에서 부력 탱크의 형상에 따른 발전장치의 발전효율은 파력판의 무게를 충분히 지탱하는 직경 9 cm의 고정식 부력 탱크가 평균발전효율 14.6%로 좋은 결과를 보였으며 효율이 좋을 것으로 기대되었던 부력 탱크가 자유로이 승강하는 경우는 발전효율이 8.5%로 좋지 못한 결과를 보였다. 그리고 여러 파랑조건에 따른 직경 9 cm의 고정식 부력 탱크형 발전모형의 평균발전 효율이 수심 90 cm에서 기어비 2단 3.9%, 3단 4.9%, 4단 4.9%, 5단 12%, 6단 10.0%, 7단 3.1%, 그리고 8단 3.0%를 나타냈으며, 수심 80 cm의 기어비 5단에서 15%의 발전효율이 계측되었다. 따라서 이 파력발전장치는 수심 80~90 cm의 기어비 5단에서 비교적 높은 13.5%의 평균발전효율을 얻을 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.93-100
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• 2021

고정된 격자시스템에서 임의형상의 불투과 경계를 갖는 물체와 유체와 연성해석이 가능한 IB(Immersed Boundary)법이 개발 된 이후로 다양한 CFD 모델에서 IB법의 활용이 증가하고 있다. 기존의 IB법의 대부분은 구조물의 경계면에서 산정되는 유체력으로부터 수치적으로 경계조건을 만족시키는 directing-forcing법이나 구조물 내부에 가상셀을 위치시켜 보간을 통해 경계조건을 만족시키는 ghost-cell법들로 알고리즘이 복잡하다. 본 연구에서는 고정된 격자시스템에서 가동물체형 구조물 해석이 가능함과 더불어 3차원으로의 확장도 용이한 SIB(Simplified Immersed Boundary)법을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 SIB법은 각 상(phase)의 밀도함수가 국소질량의 중심과 함께 이동하는 것으로 가정한 단일유체모델(one-field model for immiscible two-phase fluid)을 기초로 하였다. 또한 이동하는 고체상태의 구조물을 취급하기 위해 고체의 밀도함수를 이용한 체적가중평균법을 적용하고, 수치확산을 방지하기 위해 이류계산에는 CIP법을 적용하였다. 제안된 SIB법의 해석성능을 검토하기 위해 자유수면으로 낙하하는 물체에 대한 수치모의를 수행하였다. 수치해석결과는 자유수면으로 낙하하는 물체를 양호하게 재현하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1579-1584
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• 2011

본 논문에서는 파도의 에너지를 전기에너지로 변환하는 파력발전시스템에 대해 다루며, 발전기 및 12개의 암을 가진 가동물체형 파력발전기를 기구학적 구속조건을 이용하여 다물체 동역학 모델링 하였다. 새롭게 제안하는 파력발전기의 기어 메커니즘과 구속방정식 및 전달되는 힘요소에 대해 동역학적으로 모델링하였다. 파력은 시간영역에서 모리슨 방정식을 이용하여 수치적으로 계산하여 모델에 적용하였다. 시스템 거동해석을 위해 상용 다물체동역학 해석프로그램인 MSC/ADAMS를 이용하였다. 파력발전시스템의 파도에 대한 안정성을 검토하고 동적 거동 특성을 분석하였다. 하중에 따라 거동 특성을 분석한 결과 Yaw 운동은 상대적으로 적게 나타났으며 파고 1 m 이상일 경우 충분한 운동에너지가 발생함을 알 수 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.552-558
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• 2011

A 50 kW class rotating body type wave energy converter consisted of two floating bodies and a PTO (Power Takeoff) unit is studied. As an wave energy extractor, the body is designed to have a VLCO (Variable Liquid-Column Oscillator) having a liquid filled U-tube with air chambers. Owing to the oscillation of the liquid in the U-tube caused by the air spring effect of the air chambers, the amplitude of response of the VLCO becomes significantly amplified for a target wave period. The PTO converts the rotational moment introduced from the relative motion of the hinged bodies to an hydraulic power by means of a cylinder. A high pressure accumulator, hydraulic motor and a generator are equipped in the PTO to convert the hydraulic power to electric power. A control law for adjusting the oscillation period of the VLCO is proposed for the efficient operation of the VLCO with various wave conditions. It is found that the effect of the air spring has an important role to play in making the oscillation of the VLCO match with the ocean wave. In this way, the wave energy converter equipped with the VLCO provides the most effective mode for extracting energy from the ocean wave.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제11권1호
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• pp.1-7
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• 2014

This paper presents a novel concept of wave energy converter for electric generation from the ocean wave energy. In this paper, a Multi-Point Absorbing Wave Energy Converter, shortened as MPAWEC by using Secondary Control Hydrostatic Transmission (SCHST) was proposed. The power take-off (PTO) system in the proposed MPAWEC includes multi heaving buoys to drive hydraulic pumps placed at different points. The application of SCHST in MPAWEC gives some advantages, such as longevity of hydraulic components; more energy is harvested; the variation of the pressure in the accumulator limited; therefore the accumulator volume is reduced and the output speed is more stable, etc. A PID controller was designed for speed control of the hydraulic motor. The simulation results indicated that the speed of the generator was ensured with the relative error as 0.67%; the efficiency of the proposed system was 71.4%.

• 한국해양공학회지
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• 제27권6호
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• pp.27-31
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• 2013

The structure of a variable liquid column oscillator(VLCO) is analogous to that of the tuned liquid column damper used to suppress oscillatory motion in large structures like tall buildings and cargo ships. The VLCO is a system for absorbing the high kinetic energy of the accelerated motions of multiple floating bodies using an air-spring effect produced the installation of inner air chambers. Thus, a VLCO can improve the energy efficiency of the activating object type of wave energy converters made by the Pelamis Company. In this research, an experiment was performed in two cases: with the top valves closed and open. The floating bodies were connected by hinges. The effect of the internal flow was estimated by comparing the results for the closed and open valves.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.470-475
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• 2019

본 논문에서는 진동수주형(OWC: Oscillating Water Column) 파력발전시스템을 위한 30kW 급 계통연계형 PCS(Power Conversion System)을 다룬다. 해양에너지 중 파력 발전은 삼면이 바다인 반도의 특성을 지닌 한국에 적용하기 적합하고 연안재해 시 파력 발전기가 방파제 역할을 하여 피해를 감소시킬 수 있고, 다른 해상 발전과 개발 대상 적지가 일치하므로 통합하여 효율을 증대 시킬 수 있다. 파력발전 방식은 작동 원리에 따라 가동 물체형과 진동수주형, 월파형 등 여러 형태로 구분하며, 설치 형태에 따라 고정식과 부유식으로 구분된다. 본 논문에서는 구조적으로 안정되고 터빈과 발전기의 유지 보수가 비교적 쉬운 진동수주형을 채택하여, 파력발전용 30kW 계통연계형 PCS 토폴로지 및 모델을 제안하고 계통에 안정적으로 전압을 공급할 수 있는 DC link 전압 제어 등 계통연계 시 필요한 제어방법에 대해 설명하였다. 또한 이를 검증하기 위해 시뮬레이션을 수행하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권4호
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• pp.254-262
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• 2015

가동 물체형 점흡수식 반구형 파력발전장치의 수면하 형상에 대한 매개변수 연구를 수행하였다. 매개변수로는 반구의 반지름과 흘수를 사용하였고, 각 조건에 따른 반구의 상하운동응답을 분석하여 최적의 반지름과 흘수사이의 관계를 추정하였다. 또한 최대 파력 에너지를 추출하기 위해 PTO 시스템으로 인한 추가 감쇠 계수를 부유체의 방사 감쇠 계수와 동일하게 지정하였다. 부유체의 운동응답 스펙트럼과 추출 파워 스펙트럼을 입사파 스펙트럼 첨두 주파수의 변화에 따라 구하였다. 이를 통해, 가용 파 에너지 추출량의 첨두 주파수가 입사파 스펙트럼의 첨두 주파수보다 약 20% 클 때, 최대 파워 실효치를 갖는 것을 알 수 있었다.