• 대한기계학회논문집B
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• 제40권4호
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• pp.201-212
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• 2016

부산지역 가덕도 일대에 30MW 규모의 육상 풍력발전단지개발을 위한 풍황자원분석과 풍력터빈 최적배치를 수행하였다. 후보지역에 설치되어 운용중인 AWS(KMA)에서 측정된 바람 데이터를 이용하였으며, 데이터 품질분석을 통한 신뢰성 검토를 수행하였다. 1년간 측정된 AWS 데이터는 MERRA 재해석 데이터와 선형희귀(Linear regression method) MCP 기법의 적용을 통해 30년으로 장기 보정되었고, 이를 이용한 풍력터빈 최적배치를 수행하였다. 3MW 풍력터빈을 적용하여 총 25 조건의 풍력터빈 배치에 대한 최적배치를 수행하였으며, 다양한 후류모델을 적용하여 발전량해석을 수행하였다. 단지효율은 97.6%~98.7%, 연간이용률은 37.9%~38.3%로 예측되었고, 후류영향이 고려된 연간발전량이 99,598.4 MWh~100,732.9 MWh로 예측됨에 따라, 우수한 경제성을 갖는 풍력발전단지개발이 가능한 지역임을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.245-246
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• 2011

본 논문에서는 풍력 발전 시스템의 시뮬레이션을 위한 MATLAB/Simulink 기반의 소프트웨어를 개발 하였다. 풍력 발전 시스템을 6가지의 주요 요소 (바람, 기계 요소, 전기 기기, 제어, 전력 변환기, 기타 요소)로 분류 하여 라이브러리를 개발하였고 각각의 모델들은 해당하는 대수방정식 혹은 미분방정식으로 표현하여 구현하였다. 최근 대형화 되고 있는 풍력 터빈의 추이를 고려하여 대형의 풍력 터빈에서 사용되는 개별 피치 제어 모델을 선형화 하여 구현하였다. 또한, 상태 변수가 많은 전기기기 모델들은 미리 컴파일 된 형태의 모델을 추가함으로써 빠른 속도로 시뮬레이션이 가능하다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.198-204
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• 2022

본 논문에서는 ANSYS 유동해석 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 5kW와 50kW 수직축 풍력터빈에 대해 연구였다. 5kW급 수직축 풍력터빈은 주 블레이드의 갯수와 보조 블레이드의 개수를 각각 30개로 하였고 주속비(TSR)를 0.2에서 06까지 변화를 주면서 전기적 특성을 분석하였다. 5kW급 수직축 풍력터빈의 전기적 특성을 기초로 하여 50kW급 수직축 풍력터빈을 설계 하였다. 5kW급 풍력발전은 주속비가 0.5일 때 9.5kW의 출력과 0.28의 효율이 최대로 나타났다. 출력전류(I_p)와 출력전압(E_p)을 계산한 결과, 주속비가 증가하면 출력전류(I_p)는 감소되고 출력전압(E_p)은 증가되는 것을 알 수가 있었다. 그리고 주속비를 변화주어도 5kW급 풍력발전은 5kW 이상 출력이 측정되었다. 주속비를 0.3부터 0.6까지 변화시켰을 때, 50kW급 풍력발전은 50kW 이상 출력되었다. 50kW급 풍력발전은 주속비가 0.4일 때, 출력은 58.37[kW]이고 효율은 0.318로 최대로 나타났으며, 제안한 50kW 풍력발전이 설계조건을 만족함을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.232-233
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• 2011

본 연구는 최근에 각광받고 있는 풍력터빈 발전기의 동적특성에 관한 시뮬레이션을 수행한다. 풍력터빈이 기존의 전력계통에 연계되면 전력계통에 미치는 영향은 동기발전기만으로 구성된 전력계통과는 다르며 특히 동적특성이 달라진다. 본 논문에서는 PSS/E를 이용하여 GE1.5MW의 풍력터빈에 대한 동적특성을 시뮬레이션 한다. 풍속의 변화, 부하의 변화 그리고 무한대 모선의 전압변화를 통하여 GE1.5MW의 풍력터빈의 특성을 검토하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.404-408
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• 2007

현재 국내에서 운용중인 풍력발전시스템은 국내 풍력자원에 대한 정확한 정보의 부재와 국내 풍황에 맞지 않는 국외 모델을 그대로 운용하는 등의 몇 가지 문제를 드러내었다. 본 연구의 목적은 국내 연안의 해상에서 한국형 해상풍력터빈을 설치하기 위한 잠재적 최적위치와 풍황자료 산출 최적화 알고리즘을 구현하는 것이다. 최적화 알고리즘은 얕은 수심 분포와 연안에서의 거리를 제약조건으로 하고 최대 에너지밀도를 가진 지점을 구하는 것으로 정식화하였다. 풍황자료 산출을 위해서 국내 연안의 해상 풍황자료를 포함하는 기상풍황자료를 통계적 모델로 분석하여 바람지도를 작성하였다. 이 바람지도를 이용하여 지질 통계학 분야의 관측기법인 크리깅 모델을 구성하고, 전역최적화기법인 유전자알고리즘을 이용하여 제약조건을 만족하는 최대에너지밀도값과 그 위치를 도출하였다. 수치최적화 결과 우리나라 풍력 자원의 대략적인 잠재량과 현황파악이 가능하였고, 해상풍력발전단지가 조성 가능한 개략적인 위치를 예측할 수 있었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권6호
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• pp.94-99
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• 2023

최근 신재생에너지는 주로 사용되는 화석연료의 부족과 환경문제로 풍력에너지와 태양에너지 자원으로 널리 사용되고 있다. 이런 상황에서 풍력에너지는 중요한 에너지원으로 떠오르고 있으며, 풍력 발전 시장은 전 세계적으로 급격한 성장을 보여주고 있다. 본 연구에서는 분리형 블레이드의 선행연구를 위해 일체형 블레이드 공력 설계로 고효율 풍력 터빈 블레이드를 설계를 수행하였다. 블레이드 에어포일은 NACA 4418로 적용하였고, 설계된 블레이드를 평가하기 위해 해석 결과와 비교하여 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.673-673
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• 2013

최근 시대의 흐름에 따라 많은 에너지의 사용으로 여러 가지 에너지원이 필요로 하게 되면서 지금까지는 석탄, 석유 등 매장된 에너지원을 사용하고 있지만, 최근 에너지 위기와 여러 가지의 환경문제가 대두 되면서 세계적으로 새로운 청정에너지원을 필요로 하게 되었다. 그 결과 태양광, 풍력, 지열 등 여러 가지의 신재생에너지원이 대두되게 되었으며, 여러 가지의 신재생에너지원 중 주목받고 있는 풍력에너지에 대한 연구가 현재 활발히 진행 중에 있다. 풍력발전은 바람의 에너지를 이용해 블레이드에 연결된 터빈을 구동하여 전기 에너지를 얻는 방식이며, 아직까지는 많은 곳에서 사용될 만큼 생산이 되지 않고 있지만 조만간 많은 곳에서 쓰일 것으로 예상된다. 풍력발전 시스템이 전력시장에서 차지하는 비중이 점차 증가하고 있으나 풍향, 풍속 등의 변화로 인하여 안정적인 발전 출력을 항상 보장할 수 없다. 그러므로 본 논문에서는 실제 풍력발전기로부터 수집된 풍향, 풍속, 발전출력 데이터를 처리하여 데이터베이스를 구축하고, 퍼지 뉴런에 기반한 퍼지-뉴럴 네트워크 예측 모델을 이용하여 풍력발전 출력을 예측하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권3호
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• pp.453-460
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• 2016

해상풍력터빈 시스템은 크게 상부의 풍력터빈과 하부의 지지구조로 구성된다. 해상풍력발전은 육상용 풍력발전보다 우수하다는 평가가 지배적이지만 육상용 풍력발전에서 고려되지 않는 파랑에 의한 주기적인 하중이 추가로 고려되기 때문에 다양한 외부 환경조건에 대하여 높은 안정성 확보가 요구된다. 본 연구에서는 전산유체역학 기법을 활용하여 설계된 해상풍력 하부구조에 대한 하중해석을 수행하고 유한요소해석을 통해 설계된 자중조절형 해상풍력 기초에 대한 구조 건전성을 검토하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.1085-1087
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• 2012

현재 급격한 화석 에너지의 사용 증가로 인해 자원이 고갈되고 있으며, 심각한 환경오염의 문제가 발생하고 있다. 이러한 화석 에너지의 문제점 때문에 무공해이면서 자원 량이 무한에 가까운 신재생 에너지가 거론되고 있는데, 그 중에서 경제적인 면과 기술력이 가장 발전한 풍력 에너지가 각광 받고 있다. 하지만 풍력 발전은 풍속이 짧은 시간 안에 급격한 변화를 일으켜 풍력 터빈의 손상을 초래하며 정확한 풍력발전량의 예측이 힘들어 전력 생산량이 불규칙하다. 그리하여 전력의 공급과 수요의 균형을 위해 풍력발전량의 정확한 예측이 필요하다. 따라서 이 연구에서는 ANFIS을 적용하고 전력 생산 변화의 빠르기 PRR을 이용하여 풍력발전량을 예측하였다. 실험에서는 ANFIS기법에 PRR속성을 이용하여 단순한 ANFIS 기법 보다 더 정확한 풍력 발전량의 예측 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권2호
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• pp.123-132
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• 2015

본 연구에서는 10 MW급 부유식 파력-해상풍력 연계형 발전시스템에 설치되는 다수 풍력발전기의 배치 설계를 수행하고, 전산유체역학 해석기법을 통해 다수 풍력발전기의 성능을 평가하였다. 날개요소운동량이론을 기반으로 한 풍력발전 단지 설계용 프로그램 WindPRO를 이용하여, 발전시스템의 적지 환경 풍황조건에 대해 최대에너지를 생산할 수 있는 배치 설계를 도출하였고, ANSYS CFX를 이용하여 다수 풍력발전기간의 후류 간섭영향을 발전기 성능 측면에서 검토하여, 근거리 다수 풍력발전기간의 후류 간섭이 시스템에 미치는 영향을 평가하였다.