• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1885-1889
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• 2006

제주지역은 대륙과 해양을 연결하는 요충지로서 한라산을 중심으로 동서사면은 $3{\sim}5^{\circ}$의 완만한 경사를 이루고 있다. 연평균 강우량은 1,975mm로서 국내 최다우 지역이나 제주도의 지질 특성상 도내 대부분의 지역이 투수성이 높은 다공질 현무암으로 구성되어 있는 관계로 지표수의 발달이 미약한 반면 지하수가 풍부하게 부존되어 있으며 기저지하수, 준 기저지하수, 상위지하수, 기반암지하수로 이루어져 있다. 최근 우리나라의 교토의정서 비준으로 인한 온실가스 감축이 불가피함에 따라 대체 재생가능한 에너지를 이용한 풍력발전시대가 도래하고 있으며, 제주 행원풍력발전단지에 설치된 총 15기 발전장치의 현실성과 경제성 입증을 통해 제주지역의 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 제안하였다. 본 연구는 제주, 고산, 서귀포, 성산포지역에 대한 제주지방기상청 연평균 풍속자료$(2004{\sim}2005)$를 통하여 대상지역내 적용 가능한 로터(Roter), 나셀(Nacelle), 타워(Tower), 발전기를 포함한 발전장치를 선정하였으며, 공기역학적(Aerodynamic)특성에서 전기에너지로 변환한 풍력에너지를 지하수 취수시스템으로 적용하기까지의 전력공급절차를 도출하였다. 또한 생산되어진 풍력에너지 용량에 적용 가능한 수중.육상모터펌프를 산정하여 '제주도 지하수개발.이용시설 설치 및 관리기준(2004)'에서 제시한 구조도를 바탕으로 대상지역내 지하수위를 고려한 지하수 취수시스템을 도시하였다. 제주도는 지형 및 지질적인 특성상 수자원을 지하수에 의존할 수밖에 없는 특수한 지역이므로 2002년말 통계를 살펴보면 생활용, 공업용, 농업용으로 각각 57만$m^2$, 11만$m^2$, 56만$m^2$를 포함한 1일 최대 124만$m^2$의 지하수를 사용하고 있다. 따라서 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 도입하여 재생가능한 에너지이용 효과와 세계인이 공감하는 청정한 관광자원으로 활용 가능할 것이라 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.319-327
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• 2017

본 연구에서는 콘크리트 석션식 지지구조물을 사용한 해상풍력발전시스템의 지진응답 해석을 수행하여 그 거동 특성을 파악한다. 전체 시스템을 RNA, 타워, 지지구조물로 구성된 구조계와 이에 접하고 있는 유체 및 지반의 부분구조로 분리하여 운동방정식을 유도한다. 구조계에 작용하는 유체의 동수압과 지반의 상호작용력을 산정하고, 이를 구조계의 운동방정식과 결합하여 전체 시스템의 지배방정식을 도출한 후, 이 방정식의 해를 구하여 해상풍력발전시스템의 지진응답을 계산한다. 해석 결과로부터 지반-구조물 상호작용은 콘크리트 석션식 지지구조물에 의해 지지된 해상풍력발전시스템의 지진응답을 크게 증가시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 특히, 지반의 유연성으로 인해 시스템의 고차 고유모드 응답이 증가할 수 있으므로, 해상풍력발전시스템의 동적거동 산정 시에는 반드시 지반-구조물 상호작용의 효과를 고려하여야 할 것이다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.81-89
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• 2012

범용적으로 사용되고 있는 수평형 풍력 터빈(HAWT)은 블레이드가 장착된 터빈이 회전부인 너셀에 고정되어 타워의 최상단에 지지되는 구조이다. 터빈에서 생산되는 전력은 너셀 내부에서 증속기를 통하여 발전기로 들어가게 된다. 발전기에서 생산되는 전력은 타워를 통해서 지상과 송전선으로 연결되므로 너셀의 요잉이 발생하는 경우 송전선의 꼬임이 발생하게 된다. 따라서 이를 방지하기 위한 슬립링이나 추가적인 요잉 제어 알고리즘이 필요한 단점이 있다. 제안하는 새로운 구조의 HAWT는 베벨기어와 중공축을 이용하여 송전선 문제를 해결하였다. 또한, 병렬로 접속된 두개의 발전기를 이용하여 요잉이 용이할 뿐 아니라 생산 전력을 분산시킴으로써 인버터의 용량을 줄일 수 있다. MPPT 알고리즘과 요잉 제어를 수행하는 시뮬레이션을 통해서 제안하는 구조가 풍력 발전에 효과적임을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.209-218
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• 2016

최근 신재생 에너지 중 하나인 풍력발전에 대한 관심이 증가하고 있다. 풍력발전은 토지구입비, 소음문제에 자유로운 해상풍력으로 추세가 옮겨가고 있으며 이를 위한 연구개발이 전 세계적으로 활발히 이루어지고 있다. 그러나 해상에 위치한 풍력발전을 위한 설계기준은 국내, 국외 모두 없는 실정이다. 이 점을 고려하여 국내, 국외의 구조설계기준인 도로교 설계기준, 항만 및 어항 설계기준, DNV OS를 참고하여 다중 파일기초 콘크리트 지지구조물(MCF)의 내진해석을 수행하여 결과를 비교하였다. 또한 시간에 의한 효과를 확인하기 위하여 시간이력 해석 또한 수행되었다. 부가질량법(Added-mass method)을 사용하여 물과 구조의 상호작용을 고려하였고 물의 유무에 따라 구조물의 반응을 비교하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.47-52
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• 2021

최근 국제적으로 신재생 에너지 개발이 활발함에 따라 풍력발전의 비중이 확대되고 있다. 특히 고품질의 풍력자원을 이용하고 소음 피해를 최소화하기 위하여 해안에서 멀리 떨어진 해역에 대규모 풍력단지가 조성되는 추세이다. 해상에 풍력단지가 건설됨에 따라 영해나 영공 감시를 위한 레이더에 간섭을 일으키는 문제 이외에도 해상에서 육상으로 송신하는 조난통신을 간섭하는 지에 대한 분석이 필요하다. 이를 위해서 본 연구에서는 선박에서 MF 또는 HF 대역의 전자파를 송신할 경우, 선박과 육상 기지국 사이에 위치한 해상풍력 발전단지가 송신된 전자파에 대한 간섭 여부를 분석하였다. 이를 위해 대상지역을 수치지형도와 풍력발전기 CAD모델을 활용하여 주변 환경 및 해상풍력 발전단지를 전자기학적으로 모델링하였다. 파장에 비해 광범위한 지역에 대한 전파 분석이므로 고주파 분석기법이 타당하나, 적용할 고주파 분석기법을 주변해역과 지형을 간략화하여 저주파 분석기법으로 먼저 검증하였다. 해상풍력 발전단지 부근에서 송신한 신호에 대해 육상기지국에서 수신한 전력을 분석한 결과, 발전단지가 설치되더라도 거의 동일한 수준으로 전파를 수신할 수 있었다. 이는 풍력발전기가 대형 구조물이기는 하나 타워의 직경은 수 미터에 불과하므로 지향성이 없고 파장이 긴 MF 및 HF 대역에 대해서는 큰 장애물로 작용하지 않기 때문으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권12호
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• pp.963-969
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• 2021

풍력발전단지 위치 선정에 있어 풍속 분포 및 발전량을 평가하기 위해 해당 지역의 기상 타워에서 계측된 바람 자료를 이용한다. 그러나 기상 타워에서 계측된 바람 자료는 종종 정보가 누락되거나 원하는 높이에 맞지 않거나, 혹은 데이터 길이가 충분하지 않아 풍력터빈 제어 및 성능 시뮬레이션 수행에 어려움을 겪게 된다. 따라서 풍력터빈 혹은 발전단지에 대한 연간 발전량 및 이용률을 평가하는데 원하는 높이에서 장기간의 연속적인 바람 자료는 매우 중요하다. 또한, 한반도와 같이 계절에 따른 풍향과 풍속 변동이 뚜렷한 경우에는 계절별 특징이 고려된 풍속과 풍향을 동반한 바람 자료를 고려해야 한다. 본 연구에서는 통계적 방법인 은닉 마르코프 모델을 이용하여 풍속과 풍향의 변동을 고려한 인공 바람을 생성하기 위한 방법을 제시한다. 통계처리를 위한 바람 자료는 전라북도 고군산군도에 있는 말도의 기상청 방재기상관측(AWS) 장비에서 계측된 자료를 사용한다. 은닉 마르코프 모델에 의해 생성된 인공 바람은 통계 변수, 풍력에너지밀도, 계절별 평균 풍속, 주 풍향 등을 계측 자료와 비교를 통해 검증하기로 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.290-296
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• 2006

Control algorithms and implementation issues for a wind turbine simulator are presented for realistic emulation of variable wind characteristics using a lab-scale motor and generator set. When the average wind speed nd turbulence level is given, the torque reference of prime mover is decided through various blocks, such as random wind speed generator, blade characteristic curves, and tower effect compensation. The variable nature of wind can be implemented and tested by not only the computer simulation but also the hardware-in-loop-simulator (HILS). Some application examples of HILS include the development and test of turbine control software for more efficient and stable operation. Feasibility of the proposed simulator has verified by computer simulations and experiment.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.416-422
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• 2009

Offshore wind turbine are subjected to more various loads than general land structures and the stability of structures is supported by the piles driven deeply in the subsoil. So it is more important for offshore structures to consider seabed soil-structure interaction than land structures. And the response of a fixed offshore structure supported by pile foundations is affected by resist dynamics lateral loading due to wave forces and ocean environmental loads. In this study, offshore wind tower response are calculated in the time domain using a finite element package(ANSYS 11.0). Several parameters affecting the vibration characteristics of the natural frequency and mode shape and the tower response have been investigated.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제4권3호
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• pp.62-77
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• 2001

The modern wind turbines are widely used as important natural energy sources for the electric generation in western countries and some Asian nations. They are commercially matured and progressive and clear policy for the more development with higher technical purposes is maintained throughout the world. Modern wind turbines produce nearly 2000 kW output in their largest sizes and this trend increases up to more powerful power and ultimate utilization of wind energy favoured by clean natural energy. This article has the points of reviewing the states of the art of modern wind turbines with their present technical directions toward next generation version. Some descriptionsare given for easy understanding of the turbine components and related fluid mechanics concerned. The general outlines of policy taken over some countries are also introduced.

• 한국해양공학회지
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• 제25권2호
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• pp.79-84
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• 2011

The purpose of this study was to investigate the buckling load of filament-wound composite towers for large scale wind-turbines using the finite element method (FEM). To define the material properties, we used both the effective property method and stacking properties method. The effective properties method assumes that a composite consists of one ply. The stacking properties method assumes that a composite consists of several stacked plies. First, a linear buckling analysis of the tower, filament-wound with angles of $[{\pm}60]$, was carried out using the two methods for composite material properties: the stacking method and effective method. An FE analysis was also performed for the composite towers using the filament winding angles of $[{\pm}30]$, $[{\pm}45]$, and $[{\pm}60]$. The FE analysis results using the stacking properties of the composite were in good agreement with the results from the effective properties method. The difference between the FEM results and material properties method was approximately 0~2.3%. Above the angle of $[{\pm}60]$, there was little change in the buckling load.