• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권4호
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• pp.291-297
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• 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
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• 제13권2호
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• pp.91-98
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• 2010

진동수주형 파력발전장치에서 공기실 내의 수면 변화와 덕트 내 유량의 왕복유동은 시스템의 작동 성능을 결정짓는 매우 중요한 요소이다. 공기실 내의 수면 변화를 고찰하기 위하여 상용 CFD 코드인 Fluent 6.2를 이용하여 구현한 수치조파수조를 사용하였다. 수치조파수조의 지배방정식은 연속방정식과 Reynolds 평균 N-S 방정식이고 자유수면은 Two-phase VOF 기법을 이용하여 추적하였다. 공기실 내의 수면 변화와 공기실 윗부분에 설치된 덕트 내의 왕복유량을 계산하여 고찰하였고, 계산의 정확도를 검증하기 위하여 실험결과와 비교 분석을 수행하였다. 또한 동일한 입사파 조건에서 공기실 - 덕트 시스템의 노즐 비율이 시스템이 미치는 영향을 고찰하여 분석을 하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.38-45
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• 2008

Development of high efficiency turbine with good performance is one of the main topics in the field of developing wave energy converter. For the development and improvement of the turbine performance, the effect of wave condition on the turbine performance should be considered in detail. Also, water depth is an important factor because incident wave power to the turbine is considerably influenced by the wave particle amplitude of motion and the amplitude is closely related with the water depth. Therefore, in this study, the effect of water depth on the performance of a direct drive turbine(DDT) for wave energy converter is investigated using the DDT which is installed in two types of wave channel. The experimental results show that the DDT captures more wave energy under the condition of relatively shallow water depth. When the water depth is shallow, the horizontal water particle amplitude of motion becomes wider and thus, the water power toward the turbine becomes larger.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권3호
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• pp.388-397
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• 2010

A two-dimensional time-domain, potential-theory-based fully nonlinear numerical wave tank (NWT) was developed by using boundary element method and the mixed Eulerian-Lagrangian (MEL) approach for free-surface node treatment. The NWT was applied to prediction of primary wave energy conversion efficiency of a bottom-mounted oscillating water column (OWC) wave power device. The nonlinear free-surface condition inside the chamber was specially devised to represent the pneumatic pressure due to airflow velocity and viscous energy loss at the chamber entrance due to wave column motion. The newly developed NWT technique was verified through comparison with given experimental results. The maximum energy extraction was estimated with various chamber-air duct volume ratios.

• 한국해양공학회지
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• 제25권4호
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• pp.28-35
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• 2011

In this paper, the wave-induced motion characteristics of a floating pendulor are investigated numerically. A floating pendulor is a movable-body-type wave energy converter. This device consists of three main parts (floater, pendulum, and damping plates). In order to obtain the hydrodynamic coefficients and wave exciting forces acting on floating bodies, a higher-order boundary element method (HOBEM) using a wave Green function is applied to the present problems. The hinged motion of a pendulum is simulated by applying the penalty method. In order to obtain a more realistic motion response for a pendulor, numerical body damping is included. First, the wave force and motion characteristics of just a floater are observed with respect to different shape parameters. Then, a coupled analysis of a floater, pendulum, and damping plates is carried out. The relative pitch velocity and wave forces acting on the floating pendulor are compared with those of a fixed pendulor.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.55-61
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• 2003

This paper represents the effect of rotor geometry on the performance of a small-scale Wells turbine for wave energy conversion. In this study, four kinds of blade profile were selected from previous studies with regard to the blade profile of the Wells turbine. The experimental investigations have been performed for two solidities by model testing under steady flow conditions, and then the effect of blade profile on the running and starting characteristics under sinusoidal flow conditions have been investigated by a numerical simulation using a quasi-steady analysis. In addition, the effect of sweep on the turbine characteristics has been investigated for the cases of CA9 and HSIM 15-262123-1576. As a result, a suitable choice of these design factors has been suggested.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.99-105
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• 2003

This paper presents the effect of rotor geometry on the performance of a small-scale Wells turbine for wave energy conversion. In this study, four kinds the Wells turbine of blade profile were selected from previous studies. The types of blade profile included in the papers are as follows: NACA0020 ; NACA0015; CA9; and HSIM 15-262123-1576. The experimental investigations have been performed for two solidities by testing model under steady flow conditions. The effect of blade profile on the running and starting characteristics under sinusoidal flow conditions have also been investigated by a numerical simulation based on a quasi-steady analysis. In addition, the effect of sweep on the turbine characteristics has been studied for the cases of CA9 and HSIM 15-262123-1576. Based on the evaluation, a suitable choice of these design factors has been suggested. As a result, it seems that a suitable choice of the sweep ratio of 0.35 for the blade profile of the Wells turbine.

• 한국자기학회지
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• 제26권1호
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• pp.31-37
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• 2016

본 논문은 파력에너지 변환용 양측식 슬롯티드 타입 선형 발전기의 디텐트력 저감을 위한 방법을 제시하였다. 양측식 선형 발전기는 비교적 큰 공극을 갖는다. 그렇기 때문에 일반적으로 선형기는 슬롯 구조를 갖는다. 이때의 디텐트력은 선형 발전기의 치/슬롯과 영구자석 사이에 발생하는 힘으로 불필요한 에너지원으로 작용한다. 따라서, 본 논문에서는 슬롯구조를 갖는 선형 기기의 디텐트력을 줄이기 위한 세가지 방법인 보조치, 노치적용을 제시하고 유한요소해석법을 이용하여 본 연구의 타당성을 입증하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.147-153
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• 2013

파력변환장치에는 여러 가지 형식이 있으며 지점흡수식이 가장 많이 연구되고 있다. 하지만, 국내외적으로 진동형 전력부이 형식의 설계를 위한 계통적 실측자료 분석 예는 찾기가 어렵다. 본 연구는 권 등(2010)에 의해 제안된 지점흡수식인 공진형 파동에너지 추출시스템에 작용하는 파랑외력을 산정하고자 한다. 본 연구는 경북 동해안에 위치한 후 포항 북방파제 전면수역에서 수압식 파고계를 이용하여 약 3년동안 관측한 자료(2002년 5월 1일~2005년 3월 29일)를 대상으로 시계열 스펙트럼을 분석하였다. 분석결과, 월별주기변동과 파고변동이 뚜렷하게 나타나며 월별 파력이 년 간 불균등하게 분포함을 알았다. 상시파랑의 평균 파형경사는 풍파영역인 0.02-0.04보다 작은 0.01이였다. 년 중 파의 평균주기의 최빈값은 5.31 sec 이며 본 주기에 해당하는 파고 중 최빈 파고는 0.32m이다. 첨두 주기의 발생확률은 이산형(bi-modal)으로 나타나며 4.47 sec와 6.78 sec에서 mode값을 보인다. 설계주기는 이러한 4개의 값으로부터 선택할 수 있다. 파고는 1m 이하가 약 95%를 차지하고 있다. 본 연구를 통하여 파력이 미약한 해역에서는 공진형 파력 시스템이 필요하며 파력의 월별 불균등 분포를 극복하기 위한 최적설계가 전력생산단지(Wave Energy Farm) 형성을 위한 주요한 과제임을 알았다. 본 연구는 상시파랑의 평균스펙트럼에 대하여 표준스펙트럼으로 표현이 불가능하여 3개의 매개변수로 표현이 가능한 새로운 스펙트럼형을 제안하였으며 파력부이에 의한 전력생산 예측과 피로해석을 위한 기본 자료를 제공할 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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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.