• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권9호
• /
• pp.68-75
• /
• 2017

본 논문에서는 해안가의 수평 파력발전 장치에 도입되는 상단 힌지 진자 형태의 파랑에너지 1차 추출 시스템에 대한 동적 운동 특성을 수조에서 모형실험과 연동 시뮬레이션을 통해 고찰 하였다. 조파기의 일정한 파고와 주기의 정현파형태 파도가 수조 프레임에 고정된 상단 힌지 진자 체의 플랩 부이에 부딪쳤을 때 부이 전체의 토크와 운동 궤적을 측정하였다. 또한 파도가 플랩부이에 부딪치는 현상을 강체 동력학과 입자유체 거동에 대한 연동 시뮬레이션을 통해 유체입자가 플랩부이에 부딪칠 때의 압력을 구하여 전체 부이에서의 토크와 힌지에서의 반력을 도출하여 비교 고찰 하였다. 그리고 일 방향수평 파도에 따른 진자 체의 규칙적이고 효과적인 좌우 주기운동을 발생시키기 위한 인장력 조정 값을 도출하였다. 향후 상단 힌지 진자 형태의 에너지 추출장치를 특징으로 하는 해안가 수평파력 발전 장치의 개발 및 제작 시 본 연구에서 도출된 결과 값을 주요 설계 데이터로 적용하고자 한다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제32권5호
• /
• pp.393-401
• /
• 2018

This paper reports a novel mobile-type wave energy harvesting system. The proposed system adopts a wave glider's propulsion mechanism. A wave glider's blades were mounted on a circular layout and generated a rotational motion. Combining the wave converting system with the wave glider, a mobile floating-type robotic buoy system was developed. It enabled the relocation of the buoy position, as well as station-keeping for long term operation. It had a small size and could efficiently harvest wave energy. A feasibility study and modeling were carried out, and a prototype system was constructed. Various tank tests were performed to optimize the proposed wave energy harvesting system.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제33권1호
• /
• pp.166-174
• /
• 2009

Gijang Sea is located on the southeastern coast of Korea. This study establishes a basic system to identify optimal sites for the wave power generation. To achieve this goal, the field measurements were made at the field site in front of Dong-am fishing port at Gijang. In addition, we analyzed the offshore wave data at the Donghae buoy operated by Korea Meteorological Administration(KMA) and compared the data with the wave characteristics in Gijang Sea. The main results were as follows. In winter, the wave direction in Gijang Sea ranged between east and south($90{\sim}180^{\circ}$). The main wave direction was east($90^{\circ}$). The Significant wave heights and periods were under 2 m and $5{\sim}15$ sec, respectively. A comparison of water depth and wave direction constitutes one(condition) of the important parameters for selecting the optimal site for the wave power generation.

• 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.

• 한국해양공학회지
• /
• 제28권5호
• /
• pp.474-483
• /
• 2014

The majority of existing WECs (wave energy converters) are designed to achieve maximum power at a resonance condition. In the case of a single WEC, its size must be large enough for tuning, and it has high efficiency only within a limited frequency band. Recently, wave power extraction by deploying many small buoys in a compact array has been studied under the assumption that the buoy's size and separation distance are much smaller than the water depth, wave length, and size of the array. A boundary value problem involving the macro-scale boundary condition on the mean surface covered by an infinite strip of buoys is solved using the eigenfunction expansion method. The energy extraction efficiency (${\varepsilon}=1-R^2_f-T^2_r$), where $R_f$ and $T_r$ are the reflection and transmission coefficients for a strip array of buoys, is assessed for various combinations of packing ratio, strip width, and PTO damping coefficient.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.120-128
• /
• 2016

파력발전은 파도의 위치에너지와 운동에너지를 이용한 발전방식으로 본 논문에서는 선형동기발전기를 이용한 파력발전시스템에 대하여 연구를 진행하였다. 파력 발전시스템을 분석하기 위해서는 부이의 운동과 부이와 연결과 발전기의 운동을 모델링하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 발전시스템의 분석을 위하여 선형발전기와 컨버터 시스템의 모델링을 진행하였다. 선형발전기와 컨버터 시스템의 전압 방정식 및 부이의 운동방정식을 이용하여 2상 회전좌표계에서의 벡터제어기법을 적용하여 댐핑기반의 제어기 구성을 제안한다. 파도 에너지로부터 전기에너지를 추출하기 위해서 파력발전기의 전류제어를 통해 댐핑을 적절히 조절할 수 있는 벡터제어기법 구성에 대해 제안한다. 최종적으로 제안된 제어기의 검증을 위하여 MATLAB/Simulink를 이용한 2상 회전좌표계에서의 벡터제어기의 시뮬레이션을 수행하였으며 선형 발전기 축소모델와 PCS 축소모델을 통한 실험을 수행하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
• /
• pp.511-515
• /
• 2009

본 연구에서는 소규모 연안 도시의 미래 에너지 공급원으로서 실용성을 검토하고 있는 연안 에너지 팜(energy farm)에 의한 파랑의 변형을 모의한다. 에너지 팜에 사용되는 부이는 파랑의 산란은 물론 파랑 에너지를 흡수하는 장치로서 해안선에 도달하는 파랑 에너지 저감에 영향을 미친다. 적용하는 파랑 모형은 해안 구조물에 의한 파랑 에너지 흡수와 산란을 동시에 구현하는 WADEM-PB(WAve Deformation Model-Permeable Barrier)이다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제35권3호
• /
• pp.589-597
• /
• 2015

기존 케이슨방파제 외해 측에 수로를 설치하고 수로 내에 부유체를 설치한 파력발전시스템에 대해서 연구하였다. 이 시스템은 중복파를 기진력으로 활용하고, 수로 내 수주와 부유체의 공진현상을 이용하여 에너지 추출효율 극대화할 목적으로 제안되었다(Park et al., 2014). 선형파 이론에 기초한 Galerkin 유한요소 모델(Park, 1991)을 이용하여 제안된 발전시스템의 성능을 평가한 결과, 기존의 타 시스템에 비하여 우수한 발전효율을 보임과 수로 내 수주의 공진현상이 성능에 지배적인 영향을 미침을 확인하였다. 또한, 수로와 부이 주변에서 발생하는 유체 점성감쇠가 발전효율에 미치는 영향이 커 이를 최소화하는 노력이 필요한 것으로 평가되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제30권1호
• /
• pp.29-38
• /
• 2018

축대칭 진동수주형 부유식 파력발전의 성능을 평가하기 위하여 PTO를 고려한 선형화된 자유수면경계조건을 유도하여 유한요소 수치모델을 수립하였다. 발전효율에 영향을 미칠 것으로 판단되는 동력인출장치(PTO)가 설치되는 실린더내 수주의 공진현상과 부유체의 heave 공진현상에 직접적으로 영양을 줄 수 있는 설계변수인 실린더 및 스커트 길이, 그리고, 수심을 변화시키며 수치실험을 실시하여 발전시스템의 최적설계에 필요한 기초 자료를 확보하였다. 연구결과, 발전시스템의 효율은 실린더내 진동수주의 공진보다는 부유체의 heave 운동 공진에 지배되며, 부이 외측에 스커트를 부착함으로써 효율적으로 공진조건을 변화시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.191-198
• /
• 2015

In this study, we proposed a new type of dual-buoy wave energy converter (WEC) exploiting multi-resonance and analyzed the experimental results from a model test in a 2-D wave flume. A dual-buoy WEC using multi-resonance has two advantages: high efficiency at the resonant frequencies and the potential to extend the frequency range available to extract wave power from the WEC. The suggested WEC was composed of an outer buoy and an inner buoy sliding vertically inside the outer buoy. As the power take-off device, a linear electric generator (LEG) consisting of permanent magnets and coils fixed at each buoy was adopted. Electricity was produced by the relative heave motion between the two buoys. To search for the optimal shape of a dual-buoy WEC, we conducted experiments on the heave motion of a two-body system in regular waves without an LEG installed. Model tests with six combinations of experimental models were conducted in order to find the motion characteristics of a dual-buoy WEC. It was found that model 2, which included a ring-shaped appendage to move the resonant frequency of the outer buoy toward a high value, showed a higher relative heave response amplitude operator (RAO) curve than model 1. In addition, the double-peak shape of the heave RAO curve shown for model 2 indicated the extension of the frequency range for extracting wave power in irregular waves.