• Journal of Navigation and Port Research
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• v.31 no.1 s.117
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• pp.29-33
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• 2007

An OWC-type Wave Energy Conversion passes through 3 steps energy conversion process. This paper deal with the internal oscillating flow and effect of shape of air chamber and duct at setting place of turbine by numerical analysis using commercial CFD code, FLUENT. Air chamber and duct in OWC-type wave energy conversion are adopting sudden expanded and contracted form for high-efficiency. So, whole oscillating flow from OWC-type chamber to outlet duct through duct was solved by steady and unsteady analysis in order that flow efficiency of air chamber and duct was made better.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.14 no.1
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• pp.8-18
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• 2002

In this paper, wave energy absorption of OWC(oscillating water column) device is analyzed. The analytic model consists of a partially immersed circular vertical cylinder open at its end and an air turbine connected with the air chamber. The boundary value problem is decomposed into scattering problem related to scattering by an incident wave in the absence of a pressure variation and radiation problem describing the flow due to an oscillating pressure in the absence of an incident wave. By invoking the continuity of an air flow inside the chamber, the oscillating pressure in a chamber is derived. With oscillating pressure, the mean power absorbed by OWC device and the capture width are obtained. In numerical calculation, the induced volume flux across the internal free surface of the chamber in the scattering and radiation problem and the maximum capture width are compared with various design parameters such as radius and submergence depth of chamber and wave conditions. The maximum capture width obtained by choosing the optimal value of turbine constant occurs at the first resonant mode (Helmholtz mode) among the natural frequencies of a circular cylinder chamber.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2007.12a
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• pp.357-359
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• 2007

해양에너지원 중에서 파랑은 모든 해역에 폭넓게 분포하므로 가용에너지원이 풍부하고 에너지를 회수하기 위한 장치를 설치할 수 있는 해역 또한 광범위하며 반도의 지형을 지닌 우리나라의 연안 해역에 대규모로 활용이 가능한 에너지 자원중 하나이다. 본 연구는 새로운 방식인 파력발전용 횡류형터빈인 케이슨 내장형 횡류터빈을 개발하기에 앞서 파랑수조의 왕복운동을 CFD해석을 통하여 구현하는 것이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2007.12a
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• pp.123-124
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• 2007

파력발전은 파랑에너지를 이용하여 유용한 에너지를 얻어내는 것인데, 본 논문에서는 그 가운데 진동수주 (Oscillating Water Column)형을 연구 대상으로 취하였다. 이는 외해에서의 파랑에너지를 공기실에 유입 집중시켜 공기실 내 수면의 승강운동을 증폭시키고 이로 인해 발생한 공기실 내의 공기 흐름을 터빈의 구동력으로 사용하는 것을 말한다. 적지 선정과정에서 채택된 곳의 설계파고를 바탕으로 원하는 정격출력인 500kW를 얻어낼 수 있도록 유량과 임펄스 터빈의 최적 직경을 산출하고자 하였는데 개념설계된 파력발전장치의 덕트가 쌍동형 형태를 취하고 있으므로 한 터빈당 250kW급을 목표 발전용량으로 하였다. 지난 연구를 통해서 기 작성된 터빈 성능도표를 활용하여, 본 연구에서는 1차적으로 임펄스 터빈의 개략적인 직경 및 유량을 구하고, 터빈의 자기 기동 특성을 고려하여 최종적인 형상을 구체적으로 도출하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.28 no.4
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• pp.250-255
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• 2016

Ocean environmental data such as tide, wind, significant wave height etc. along the expected route were collected and analyzed to secure the safe towing and installation of floating pendulum wave energy converter(FPWEC) at planned sea area. Data from Korea Meteorological Administration(KMA) and Korea Hydrographic and Oceanographic Agency(KHOA) were reviewed and those were used to estimate the external forces exerting on the FPWEC during the towing operation. ANSYS system was used for the structural analysis of the FPWEC which is subject to complex environmental load to confirm the safety.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.12 no.4
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• pp.273-278
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• 2009

Overtopping Wave Energy Convertor (OWEC) is an offshore wave energy convertor for collecting the overtopping waves and converting the water pressure head into electric power through the hydro turbines installed in the vertical duct which is fixed in the sea bed. The numerical wave tank based on the commercial computational fluid dynamics code Fluent is established for the corresponding analysis. Several incident wave conditions and shape parameters of the overtopping device are calculated. The straight line type and parabolic type of the sloping arm are compared in the optimal designing investigation of the overtopping characteristics and discharge for OWEC device. The numerical results demonstrate that the parabolic sloping arm is available for wave running up and the overtopping discharge increasing.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.28 no.2
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• pp.73-80
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• 2016

To reduce the mechanical energy loss and to get the high energy efficiency, an apparatus of wave power generation inducing a consistent one way rotating motion from the wave reciprocation motions was developed and the hydraulic experiments for the real electric power production were conducted and the results were discussed. In the experiments for the shape of the buoyant tank, the efficiency of the fixed 9 cm diameter type enduring the wave plate weight was 14.6% and this was the best result for all shapes. But although the free sliding type was expected to represent a high efficiency, the experiments did not show a good result as 8.5% efficiency. Therefore, the shape of buoyant tank was decided as the fixed 9 cm diameter type in the next all tests. In the experiments for the various incident waves, when the water depth was 90 cm, the average efficiencies were measured as 3.9% in the 2nd gear, 4.9% in the 3rd gear, 4.9% in the 4th gear, 12.0% in the 5th gear, 10.0% in the 6th gear, 3.1% in the 7th gear, and 3.0% in the 8th gear. Also, when the water depth was 80 cm, the average efficiency was shown as 15.0% with 5th gear condition. Therefore the high average efficiency as 13.5% was given with 80~90 cm water depth and the 5th gear in the model.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1836-1837
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• 2011

본 논문에서는 AWS형 파력발전 시스템의 최대전력 추종(Maximum Power Point Tracking: MPPT)을 위한 알고리즘 개발 기법에 대한 제안을 하고자 한다. AWS형 파력발전 시스템은 2004년 포르투갈에서 제안된 파도에너지 변환장치로, 해저에 위치하여 전력을 생산하는 특징을 지니고 있다. 파도의 상하 운동에 맞추어 AWS의 주요 부위인 본체가 움직이기 때문에 전력 생산량이 일정치 못하며, 특히 계절 및 환경에 따른 영향을 많이 받게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 신재생 발전에서 많이 활용되는 MPPT 제어 기법을 제안하게 된다. 제안된 기법의 활용을 통해 AWS형 파력발전 시스템의 전력 생산성 향상 및 전력 안정도에 대한 연구를 수행하게 된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2018.11a
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• pp.85-87
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• 2018

전 세계적으로 온실가스 배출 규제가 강화되고 있고 에너지 절감 및 환경오염 문제가 없는 재생에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 육상 전력을 공급받기 어려움 해양 구조물의 경우에는 배터리와 같은 에너지 저장장치 또는 재생에너지를 활용하여 독립 전원 시스템을 구성하게 된다. 해양에서 활용이 가능한 재생에너지로는 태양광, 풍력, 파력, 조력등이 있으며 이러한 자연 에너지를 활용하는 재생에너지 발전 시스템의 경우 환경의 영향을 많이 받게 되므로 안정적인 전력 생산에 어려움이 있다. 예를 들어 태양광 발전 시스템의 경우 일조량에 따라 발전량이 결정되고, 풍력 발전 시스템의 경우 풍속 및 풍향이 발전량에 영향을 미친다. 따라서 독립전원시스템에서 태양광-풍력-파력의 멀티소스를 갖는 하이브리드 발전 시스템을 구성하여 기상상태에 따른 발전량을 보완가능하게 구성하면 보다 안정적으로 전력을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 항만 및 협수로를 항해하는 선박 안전을 위해 설치된 등부표에 적용하는 해상하이브리드발전시스템을 설계하고 실증을 통해 하이브리드 발전시스템의 발전 특성을 확인한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2018.11a
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• pp.59-60
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• 2018

The oscillating-water-column wave energy converter represents the complex physical characteristics associated with the water column, turbines, generator, and power converter. This study focuses on the derivation of the physical relationship between the water column and turbine based on the 1/ 4 scale model test. The aerodynamic characteristics of the OWC ducted turbine were simulated using an orifice. The turbine effect, a key element in the OWC-chamber performance evaluation, can be represented by the flow rate and pressure drop through the orifice. The turbine effect of OWC-WEC was confirmed to have a non-linear relationship from the measured flow rate and pressure drop in the model test.