• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제30권4호
• /
• pp.180-190
• /
• 2018

파랑 중 횡 방향으로 운동하는 투과성 진자판을 파랑에너지를 차단과 추출을 동시에 하는 복합 시스템으로 활용하는 기초 연구를 수행하였다. Porter and Evans(1995)가 제안한 Galerkin 방법을 사용하여 투과성 진자판에 대한 회절과 방사 문제를 풀어 반사율과 투과율, 운동변위, 그리고 추출파워를 구하였다. Galerkin 방법은 고유함수전개법 보다 수렴성이 좋기 때문에 짧은 계산시간에도 불구하고 정확한 해를 주었다. 투과성 진자판이 불투과성 진자판 보다 파랑에너지 추출과 차단 측면에서 모두 효과적이라고 말할 수는 없지만 파랑 하중을 줄일 수 있고 해수 교환이 가능하다는 장점은 지니고 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.282-290
• /
• 2015

부이의 수직운동으로부터 파랑에너지를 추출하는 파력발전기의 추출효율을 극대화하기 위하여 Sheng et al.(2015)이 제안한 래칭 제어기법을 적용하였다. 래칭 제어기법은 부이를 구속하는 래칭 시간을 조절하여 추출효율을 높이는 위상제어 방법이다. 래칭 제어기법을 규칙파중 수직운동하는 부이에 적용한 결과, 공진조건을 만족하지 않았음에도 불구하고 부이의 운동속도와 추출파워는 크게 증가하였다. 부이의 수직운동으로부터 파랑에너지를 흡수하는 파력발전기에 이러한 래칭 제어기법을 도입하면 추출파워의 증가와 더불어 부이의 흘수와 PTO감쇠력을 줄일 수 있어 제작비용을 크게 낮출 수 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제25권6호
• /
• pp.433-438
• /
• 2013

에너지 자원의 부족이 점진적으로 증가할 것이라는 전망과 함께 재생가능한 대체 에너지에 대한 관심이 증가하고 있다. 잠재적인 재생가능에너지의 보고인 대양으로부터 에너지를 추출하는 방법을 고안하는 노력이 증가하고 있다. 본 논문은 해양 파랑, 조석, 온도차, 해류 등의 해양 신재생에너지 자원의 추출 및 변환의 연구동향을 요약 검토하였다. 각각의 에너지 추출과 변환 기술을 사례별로 논의하였다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제25권1호
• /
• pp.8-13
• /
• 2011

A compact array system of small buoys is used for wave energy extraction. To evaluate the performance of this system, hydrodynamic analysis is carried out in regular waves using the higher order boundary element method. The motion response of each buoy is calculated considering hydrodynamic interactions caused by other buoys. The effect of energy extraction device is modeled as a linear damping load. The efficiencies of energy conversion are compared using the various sizes and arrangements of the array system and the damping coefficients for energy extraction. The increase in size or the packing ratio of the system gives better efficiency. However, the wave condition and the cost for the system should be considered to optimize performance from the perspective of engineering and economics. The proposed nondimensionalized damping coefficient for energy extraction is 0.1~0.5.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.146-152
• /
• 2014

선형발전기와 연성된 원통형 부이의 수직운동으로부터 파랑에너지를 추출하는 파력발전장치의 설계과정을 소개하였다. 최대 파워는 최적조건($c_{PTO}=b_T$, ${\omega}={\omega}_N$)에서 발생하며, 공진조건시 부이의 수직운동 고유주파수와 속도스펙트럼의 피크 주파수를 일치시키지 않고 의도적으로 고유주파수를 15% 크게 설정하면 추출파워의 최대값을 더욱 높일 수 있다. 이러한 방법을 통하여 추출 파워의 증가와 함께 부이의 흘수를 낮추고 동시에 PTO 감쇠력을 줄일 수 있기 때문에 발전장치 제작 비용을 낮출 수 있는 부수적인 효과를 얻을 수 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.291-297
• /
• 2015

10 MW급의 파력-해상풍력 복합발전 플랫폼 설치해역으로 고려되고 있는 차귀도 해역에서 측정된 파랑정보를 이용하여 파랑스펙트럼을 구하고, 이로부터 생성된 불규칙파에 따라 수직 운동하는 파력발전기에 Sheng et al.(2015)이 제안한 래칭 제어기법을 적용하였다. 래칭 시간을 정할 때 필요한 입사파의 주기로 불규칙파의 통계 대푯값인 피크 주기를 사용하였다. 래칭 제어기법을 불규칙파중 부이의 시간영역 해석에 적용한 결과, 약 50%의 추출파워의 증가를 가져왔다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.91-99
• /
• 2017

본 연구에서는 몰수형 진자판을 이용한 파력발전장치의 성능 향상을 위한 파라메트릭 해석을 수행하였다. 선형포텐셜 이론에 기반을 둔 고유함수전개법을 사용하여 파기진 모멘트와 동유체 모멘트를 구하고, 파랑중 진자판의 회전운동 변위와 시간평균 추출파워를 구하였다. 이때 추출파워의 최대값을 주는 최적의 PTO감쇠계수를 제시하였다. 회전 운동하는 진자판으로부터 얻는 추출파워의 최대값은 시스템의 공진주파수에서 일어나며 진자판의 높이와 두께가 증가할수록 최대값은 증가하고 공진폭이 확장된다. 진자판 끝단에 설치된 계류로프는 부하상태에서 복원모멘트를 높이고 설치해역의 파랑과 공진이 유발하는데 활용된다. 천수역에 적합한 몰수형 진자판을 이용한 파력발전장치는 에너지 추출과 동시에 파를 차단하는 방파제의 기능을 동시에 지니고 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제31권3호
• /
• pp.170-179
• /
• 2019

본 연구에서는 에너지 밀도가 낮은 해역내의 파랑에너지를 증폭시키기 위한 'Y'자 수로형 공명구조물내 파도응답 특성을 살펴보았다. 수로형 공명구조물은 긴 수로와 수로 입구에 유도판(wave guider)을 설치한 형태이다. 입사파의 주기가 공명구조물내 유체의 고유주기와 일치하면 공진이 발생하여 내부유체는 정지파 형태로 크게 증폭한다. 수로내의 파도응답을 해석하기 위하여 정합점근전개법과 경계요소법을 이용하였다. 계산결과는 제주대학교 2차원 조파수조에서 수행된 실험결과와 비교하였고 일치함을 확인하였다. 파랑유도판은 입사파의 주기에 따라 최적의 길이와 설치각도가 존재하며 특히, 공진주기에서 벗어난 주기 대역에서 증폭비를 높이는데 효과적이었다. 수로형 공명구조물내 내부유체의 공진으로 최대파고가 형성되는 파복(anti-node) 위치에 점흡수식 파력발전장치를 위치시킨다면 효과적으로 파랑에너지를 추출할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제26권2호
• /
• pp.103-111
• /
• 2014

크기가 작은 다수의 부이들이 원형으로 배열되어 있을 때 부이를 통한 추출 파워를 포텐셜이론 통하여 살펴보았다. 부이의 크기와 배열 간격이 수심과 파장 그리고 설치면적의 반경에 비하여 작다는 가정 아래에서 다수부이로 채워진 수면에서의 경계조건식을 유도하고 이를 포함한 경계치문제를 고유함수전개법을 이용하여 해석하였다. 추출 파워와 입사파 에너지의 비인 취득 폭을 packing ratio, 배열 반경, 그리고 PTO 감쇠계수를 바꿔가면서 살펴보았다. 또한 다수의 소형 부이를 원형 배열하였을 때 추출된 파력이 같은 잠긴 체적을 갖는 대형 단일 부이보다 효율적임을 계산을 통하여 밝혔다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제33권5호
• /
• pp.203-216
• /
• 2021

진자형 파력발전장치(Oscillating Wave Surge Converter, OWSC)는 다양한 유형의 파랑 조건에서 효율적으로 작동해야하며 최적의 파랑에너지를 추출하도록 설계되어야 하기 때문에 OWSC의 거동과 관련된 복잡한 파랑-구조물 상호작용이 광범위한 조건에서 검토되어야 한다. OWSC의 개념 설계 및 개발단계에서 수치해석은 OWSC의 설계도구로써 좋은 대안이 될 수 있다. 본 연구에서는 기초적인 OWSC의 거동특성에 대한 검토를 목적으로 오픈소스 CFD를 이용하여 내습하는 파랑에 대한 역삼각형 플랩의 거동특성에 대한 수치해석을 수행하였다. 규칙파 내습시 주기의 변화에 따른 역삼각형 플랩 인근의 자유수면변위 및 회전각도(Flap Rotation angle)를 산정하여 구조물의 거동 특성에 대해 고찰하고, 그 결과를 수리실험과 비교·검토하여 해석성능의 타당성 및 OWSC의 관련 문제를 수치적으로 해석하기 위한 수치모델로서의 적용성능을 검증하였다. 수치해석결과는 파랑과 역삼각형 플랩의 상호작용에 의한 유체역학적 거동 특성을 양호하게 재현함을 확인하였다.