• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.291-292
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• 2012

해상에는 막대한 파력 부존량이 존재함에도 불구하고 파력발전은 다른 신재생 에너지 발전에 비하여 효율이 낮고 발전단가가 높아 경제성이 떨어진다. 그러므로 파력발전시스템을 상용화하기 위해서는 파력발전 효율을 증대시키기 위한 연구가 반드시 필요하다. 본 논문에서 제시하는 파력발전시스템은 기존의 파력발전기로는 발전할 수 없었던 작은 파도로도 발전 가능하도록 설계되어 높은 효율의 발전을 기대할 수 있다. 본 실험을 통하여 미세한 파도에서도 충분한 발전을 할 수 있는 시스템인지 여부를 판단하고 나아가서 상사법칙을 이용하여 본 모델 보다 5배 크기로 추정하였을 때 여기서 제시하는 파력발전시스템이 실제 해상에서 상용화 가능성이 있는지를 알아보고자 한다. 본 실험은 2차원 조파수조에서 수행 되었으며 발전시스템의 출력 값은 토크센서와 RPM 측정기를 사용하여 도출하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권6호
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• pp.557-563
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• 2016

파력발전시스템의 에너지 흡수 효율은 입사파의 파력과 발전기 구동 동력의 비로 정의된다. 흡수 효율은 파력발전시스템의 동적 거동에 의존하기 때문에 파력발전시스템의 에너지 흡수 효율을 예측하기 위해서 파력발전시스템의 동적 해석이 요구된다. 본 논문에서는 에너지 흡수 효율을 예측하기 위하여 파력발전시스템의 동적 해석을 수행하였다. 파력발전시스템의 동적 해석을 위해서 상용 다물체동역학 해석 프로그램인 RecurDyn을 사용하였고, 부유체에 작용하는 파력을 모델링하기 위해서 Morison equation을 적용하였다. 효율분석 결과 파고가 낮고, 주기가 짧을수록 흡수효율이 높아지는 경향을 보인다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.208-209
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• 2016

본 논문에서는 가동물체형 AFPM 파력 발전기용 시뮬레이터 구현 및 실험을 수행하였다. 파력 발전기는 파도의 에너지를 이용하여 부이의 움직임에 따라 발전하는 방식이다. 기존의 소형 파력 발전 시스템의 경우 단순히 전파 정류하여 축전지에 충전하는 방식을 사용한다. 그러나 전파 정류기를 사용하는 경우 파도에 속도에 따른 최적의 발전량을 제어하지 못해 발전 효율이 떨어지는 단점이 있지만, 인버터를 사용하는 경우 속도에 따른 발전량을 순시 적으로 제어할 수 있어 발전 효율을 높일 수 있다. AFPM 파력 발전기의 제어를 위하여 전류제어기와 센서리스 알고리즘을 구성하였으며 구현된 제어기는 파력 발전 시뮬레이터 실험을 통하여 회전자 위치 추정 및 속도에 따른 제어 성능을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1054-1055
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• 2015

진동 수주형 파력발전 시스템(oscillating water column wave energy converter)의 효율을 증대할 수 있는 터빈의 최대 효율 추종 제어기를 제안한다. 진동 수주형 파력발전 시스템은 캡처 챔버(capture chamber)와 터빈, 발전기로 구성되어 있으며 발전기 말단에 연결된 저항의 값을 제어 입력으로 삼는다. 본 논문에서는 파력발전 시스템의 캡처 챔버와 터빈의 동역학 모델에 대해 소개하고, 터빈의 최대 효율 추종 제어기의 안정성을 증명하고 이를 JONSWAP 모델의 비규칙 파랑 조건하에서 시뮬레이션 하여 제어기 성능을 입증한다.

• 한국기계기술학회지
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• 제13권3호
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• pp.99-106
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• 2011

50kW급 동체회전형 파력발전시스템(WEC;wave energy converter)의 전력변환장치(PTO; power take-off)를 설계 제작한 후 성능시험을 하였다. 파력발전시스템은 2개의 실린더형 동체가 회전관절로 연결된 구조로 수면의 반정도 잠기는 구조로 되어있다. 파랑에 의해 유도된 회전관전의 움직임이 유압실린더에 힘을 가해주며, 유압실린더는 고압의 작동유를 축압기를 경유하여 발전기에 체결된 유압모터로 공급한다. 유압식 PTO은 유압실린더가 왕복운동하는 움직임을 이용하여 고품질의 전력을 생산하는데 효과전인 수단을 제공한다. 파력발전시스템의 경제성은 PTO의 에너지 변환 효율에 크게 의존한다. 발전기를 AC 380V 전력계통에 연계시킨 후, 발전기에서 나오는 출력이 5, 20, 35, 43kW 일때 PTO 전체와 개별기기에 대한 효율을 측정하였다. 본 논문에서 유압식 PTO시스템의 설계에 대해 설명하였으며 효율 향상에 초점을 맞추어 PTO 성능대해 분석하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권3호
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• pp.173-180
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• 2007

파력에너지 변환을 위해 설계된 착저식 진동수주형 공기실 내의 파진폭 변화를 우리나라 연안의 특징적인 파랑 조건을 적용하여 조사하였다. 진동수주형 공기실의 형상인자가 파력에너지 변환에 미치는 영향을 파력에너지의 흡수 효율 관점에서 분석하였다. 실험적 및 수치적 접근법을 함께 사용하여 그 결과들을 상호 비교하였으며, 주어진 파랑 분포 하에서 파력에너지 흡수가 최대가 되는 형상인자들의 최적화를 목적으로 연구가 수행되었다. 실험은 공기실의 이차적원 형상을 가정하여 이차원 조파수조에서 실시되었으며, 수치적 해석은 공기실 내에서는 변동하는 공기압을 고려할 수 있도록 Rankine Green 함수를 적용하고 공기실 밖에서는 Kelvin Green 함수를 적용하는 합성 적분방정식에 기초하여 수행되었다. 공기실 상부의 덕트 직경, 공기실 폭, 공기실 전면벽 및 후면벽의 깊이는 흡수되는 파력에너지의 크기와 정점 주기를 민감하게 변화시키는 주요한 형상인자들임을 확인하였다.

• 한국항해학회지
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• 제14권4호
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• pp.41-52
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• 1990

부유식 진동수주형 파력발전기는 불규칙한 해상 상태에서의 작동으로 인하여 흡수효율의 저하를 필수적으로 수반한다. 본 논문에서는 입사파의 에너지를 적절히 흡수할 수 있는 파력발전기를 초기설계하여 모델로 이용하였으며, 이 모델의 유체력추정에는 3차원 특이점 분포법을 사용하였다. 그리고, 가변구조 시스템으로 알려진 슬라이딩 모드기법을 이용하여 파의 상태 변화에 따른 파력발전기의 자세와 위치를 제어함으로써 흡수파력의 효율을 중대시킬 수 있는 시스템을 제안하고 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.242-251
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• 2020

본 연구에서는 직립 안벽 앞에 설치된 2차원 진동수주형 파력발전장치의 추출효율과 반사율을 규칙파와 불규칙파에 대하여 살펴보고 둘 사이의 상관관계를 조사하였다. 해석이론으로 선형포텐셜 이론에 기반을 둔 고유함수전개법을 사용하였다. 공기실이 완전 개방되었을 때 입사파에 의한 산란문제와 공기실이 닫혀 있을 때 공기실내의 변동압력에 의한 파의 방사문제를 풀어 공기실 내부의 유량을 구하고, 이를 공기실내의 공기 흐름에 대한 연속방정식에 대입하여 변동압력을 구한다. 추출파워가 최대가 되는 최적 터빈계수를 적용하여 진동수주형 파력발전장치의 최대 추출효율과 반사율을 규칙파와 불규칙파에 대하여 구하였다. 파랑에너지를 효율적으로 흡수하도록 설계된 진동수주형 파력발전장치는 동시에 반사파를 줄이는데 기여하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권6호
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• pp.780-787
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• 2012

일반적으로 파력진동발전기는 부양 체, 진동시스템, 선형발전시스템으로 구성된다. 기존의 파력 진동발전기는 진동시스템과 파도에너지가 갖는 주파수를 일치시켜 공진현상을 이용하여 에너지효율을 극대화하였다. 그러나 파도에너지가 갖는 주파수는 시시각각 변하기 때문에 공진을 이용하여 파도에너지를 효율적으로 얻는 것은 어렵다. 본 논문에서는 이러한 단점을 해결하기위해 파력 발전기를 구성하는 부양 체와 진동시스템에 대하여 연구하였다. 먼저 파도에너지가 갖는 중심주파수에서 공진이 발생되도록 바다에 떠있는 부양 체를 설계하였고, 진동시스템과도 공진이 발생되도록 진동시스템을 설계하였다. 그 결과 일정 주파수대역에서 파력진동발전기를 구성하는 부양 체와 영구자석사이의 상대속도는 증가한 반면 부양 체와 바닷물사이의 상대변위는 작아짐을 알 수 있다. 따라서 본 논문에서 제안한 방법은 기존 방법에 비해 부양 체와 바닷물사이의 상대변위가 작기 때문에 극한 바다 주변 환경으로부터 부양 체의 안정성을 확보할 수 있고, 시시각각 변하는 주파수를 갖는 파도에너지로부터도 더 많은 운동에너지를 얻을 수 있는 장점을 가진다.

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