• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.160.2-160.2
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• 2011

바다를 가로막는 방벽이나 방조제의 배수갑문 또는 조력발전소의 수문과 같이 인공 해양구조물을 통하여 흐르는 고속 해류를 이용하여 발전하는 해류발전 방식에 있어서, 고속 해류에 적합한 수차터빈과 발전기의 특성을 알아보았다. 조석간만의 차가 큰 지역에 설치되는 인공 해양구조물을 지나는 해류는 인공 해양구조물 전후에 발생하는 해수의 위치에너지 차이가 운동에너지로 바뀌면서 조석간만의 자연현상에 의해 발생되는 조류의 속도보다 훨씬 더 빠르게 흐른다. 이론적으로 우리나라의 서해안의 조석간만의 범위 3~8m로부터 7.5~12m/s 정도의 고속 해류가 가능하다. 이러한 경우에 적합한 해류발전기는 수차터빈 날개지름의 크기가 5m에서부터 12m 이하이면서, 증속기어박스와 발전기, 유압시스템 및 냉각시스템 그리고 전력변환장치를 포함하는 발전시설들을 해수면 위에 설치하는 것이 바람직하다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.31 no.4
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• pp.221-228
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• 2019

Experimental investigation was performed to analyze the flow field characteristics and power generation performance for a shroud tidal power generation system. Electrical power output was compared with the rotational speed of the turbine blade and electric load connected to the generator for various flow velocity. As the electrical load decreased, the speed of the turbine increased rapidly and reached by about 2 times. The power output also increased remarkably with the decrease of load, and then decreased after maximum power point. In addition, the maximum power point appeared at high electrical loads as the experimental flow velocity increased. These results of the flow field characteristics and power generation performance analysis of the shroud tidal power generation system variation with the flow velocity conditions and electrical load are expected to be the basic data necessary for the development of efficient shroud tidal power generation system.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.21 no.4
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• pp.301-307
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• 2009

The Korean peninsula has a number of coastal sites where the rhythmic rising and lowering of water surface due to tides results in strong tidal current. The kinetic energy of these currents can be efficiently exploited by use of tidal current turbines. This paper investigates the characteristics of helical turbine based on in-field test. The experimental frame was constructed at the Uldolmok narrow channel between Jindo and Haenam and installed the helical turbine of diameter 2.2 m and height 2.5 m. 3-blade turbine had the maximum efficiencies of about 30% in the current velocity range between 1.5 and 2.3 m/s and 6-blade turbine han the maximum efficiencies of about 25%. The efficiency was constant with the current velocity. TSRs of 3-blade and 6 blade turbines were observed as 2.4 and 1.9 respectively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.520-523
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• 2005

국내에서 대체에너지 공급 비율을 보면 청정에너지로 분류할 수 있는 태양열에너지, 태양 광 에너지, 풍력에너지를 모두 합하여 대체에너지의 $10\%$이하이며, 대체에너지 비율의 $90\%$ 이상을 폐기물로부터 얻은 에너지가 차지하고 있는 실정이다. 신재생에너지원에는 여러 종류가 있지만 해양에너지원에 대해 대상을 설정하고 이에 대한 부존량을 살펴보면 진도 주변의 해역에서 조류발전 부존량이 약 362만 kW가 되며, 시화호와 새만금 등지에서의 조력발전 부존량이 650만 kW, 동해안 후포 연안을 비롯한 파력발전 부존량이 20만kW가 되는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 해양에너지를 실용화하기 위한 연구가 국내외에서 연구되고 있다. 본 논문은 권선형유도발전기를 갖는 조류발전 시스템을 대상으로 연구한 결과로 권선형유도발전기를 제어하기 위한 전력변환장치 개발과 관련한 내용이다. 신재생에너지원이 발전 단가 측면에서 경제성을 갖기 위해서 발전기 용량은 5MW 급까지 대용량화되어 있는 단계이지만 국내에서는 아직 MW급 이상이 되는 권선형 유도발전기와 권선형 유도발전기를 제어하는 전력변환장치에 대한 연구 실적이 없는 상황이다 이에 본 논문에서는 1MW급의 권선형유도발전기에 대한 개발 사례를 소개하면서 유효전력제어, 역률제어, 계통연계방법, 그리고 운전 속도에 따라 변동되는 회전자측에서의 피상전력 특성 등을 제시하고자 한다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.24 no.2
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• pp.77-83
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• 2012

Numerical analyses through Computational Fluid Dynamics have been performed to investigate the seawater flow field characteristics for various shrouds used in horizontal axis tidal current turbine systems. Seawater flow characteristics are largely influenced under constant tidal current velocity by the shroud geometry and there is considerable difference in fluid velocity distributions around the shrouds. Especially the location and magnitude of maximum seawater flow velocity directly affect turbine performance for power generation. For the cylinder-diffuser type shroud system whose cylinder and diffuser parts have the same length accelerated flow region is formed in the overall cylinder part while maximum velocity in the nozzle-diffuser type whose nozzle and diffuser parts have the same length with symmetry, locally appears near the minimum sectional area. In case of cylinder-diffuser type shroud fluid velocity increases rather high compared with current velocity. And fluid velocity at the centerline gradually increases from the entrance, and then decreases rapidly after reaching a peak close to the middle of the cylinder part unlike the nozzle-diffuser while there is not much variation near the rear of the shroud. These results of the seawater flow characteristics with various shroud geometries can be applied to optimal design for the development of efficient tidal current power generation systems.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.05a
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• pp.270-273
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• 2008

The integrated power system combining a tidal power plant and two ocean current power parks is suggested. It is characterized by the set up of an ocean current power park in the lake side by installing a number of ocean current turbines generating electricity by using sea water flow discharged into the lake side from the turbine generator of a tidal power plant and an ocean current power park in the sea side by installing a number of ocean current turbines generating electricity by using sea water flow exiting into the sea side through the sluice gate from the lake side. The vision of the integrated power system is demonstrated by the simple theory and simulation results of the SIWHA Tidal Power Plant. And it is shown that the newly proposed integrated power system combining tidal power and ocean current power can produce very high economical benefits.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.611-614
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• 2009

The present paper relates to an integration power system combining tidal power generation and ocean current power generation, and more particularly, to an integration power system combining a tidal power plant and two ocean current power parks, which is capable of increasing the operating rate of power facilities and efficiently generating electrical energy by using incoming seawater into the lake through turbine generators of a tidal power plant or fast flow of seawater discharged to a sea side through sluice gates of a tidal power dam. It is shown that the integration power system is a new promising ocean power system and the ocean current turbine generators in the ocean current power parks of the integration power system are smaller in size and larger in power generation capacity compared with the tidal current turbine generators in the ocean.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2005.07a
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• pp.483-486
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• 2005

국내에서 대체에너지 공급 비율을 보면 청정에너지로 분류할 수 있는 태양열에너지, 태양광 에너지, 풍력에너지를 모두 합하여 대체에너지의 10% 이하이며, 대체에너지 비율의 90% 이상을 폐기물로부터 얻은 에너지가 차지하고 있는 실정이다. 신재생에너지원에는 여러 종류가 있지만 해양에너지원에 대해 대상을 설정하고 이에 대한 부존량을 살펴보면 진도 주변의 해역에서 조류발전 부존량이 약 362만 kW가 되며, 시화호와 새만금 등지에서의 조력발전 부존량이 650만 kW, 동해안 후포 연안을 비롯한 파력발전 부존량이 20만 kW가 되는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 해양에너지를 실용화하기 위한 연구가 국내외에서 연구되고 있다. 본 논문은 권선형유도발전기를 갖는 조류발전 시스템을 대상으로 연구한 결과로 권선형유도발전기를 제어하기 위한 전력변환장치 개발과 관련한 내용이다. 신재생에너지원이 발전 단가 측면에서 경제성을 갖기 위해서 발전기 용량은 5MW 급까지 대용량화 되어 있는 단계이지만 국내에서는 아직 MW급 이상이 되는 권선형유도발전기와 권선형유도발전기를 제어하는 전력변환장치에 대한 연구 실적이 없는 상황이다. 이에 본 논문에서는 IMW급의 권선형유도발전기에 대한 개발 사례를 소개하면서 유효전력제어, 역률제어 특성과 운전 속도에 따라 변동되는 회전자 측에서의 피상전력 제어 특성에 대해 고찰하고자 한다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.114-118
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• 2009

이 논문에서는 울돌목 시험조류발전소에 구축 중인 구조건전성 감시시스템의 계획, 설치 및 활용에 대하여 소개하였다. 현재 시험조류발전소에 설치된 센서로는 전기저항식 변형률계, 광섬유 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서, 압전형 MFC(Macro Fiber Composite) 센서, 2축 경사계, 서보형 가속도계 등과 같은 지지구조물의 구조거동을 감시하기 위한 센서와 토크 센서, RPM 센서 등 발전 계통에 대한 감시를 위한 센서, 그리고 H-ADCP(Horizontal Acoustic Doppler Current Profiler)와 같은 외력조건에 대한 계측 장비 등이 있다. 센서 설치 후 현재까지 부분적으로 계측된 자료를 소개하고, 향후 건전성 감시시스템 개선 계획을 소개하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.626-629
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• 2007

국내외에 아직 개발 실적이 없는 발전소의 해수방류수를 이용한 조류식발전시스템의 개발을 위하여, 현재 하동화력발전소 해수방수로를 대상으로 헬리컬 수차를 이용한 조류식발전 시험설비를 제작 완료하고, 성능 시험이 진행 중이며, 본 연구에서는 성능 시험 과정에서 나타난 제반 문제점을 제시하고 그에 대한 원인 및 대책을 분석해 보았다. 본 시험설비는 인공수로에서 수평 배열 헬리컬수차로서 기계장치의 안정성 및 수차의 효율을 평가하고자 하였다. 조류식 시험장치는 배수로의 빠른 유속으로 인하여 시공이 매우 어려웠으며, 인공수로임에도 불구하고 유지관리를 위한 적정 구조 선정이 곤란한 상황이었다. 또한, 헬리컬 수차는 서로 직렬연결되어 운전할 수 있는 장점이 있으나, 본 연구와 같이 다수의 수차가 연결될 경우, 보다 높은 축정렬 정확성, 커플링, 베어링 정밀도 등이 요구되어 효율 감소의 원인이 됨을 확인하였다. 본 장치는 시험용으로서 정밀한 베어링 및 수밀구조, 증속장치를 채택하지 않았으나, 상업용에서는 이를 개선할 필요성이 있다고 판단된다. 또한, 수차의 설치와 유지관리 조건 향상, 수차 통과부의 유황 개선, 수차의 효율 향상을 위하여 조류식 수차에도 유도수로와 casing, draft tube와 같은 Confined flow 구조를 일부 채택할 필요성이 있다고 판단된다.