• 전기학회논문지
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• 제65권5호
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• pp.811-818
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• 2016

This paper suggests a structure of power control system in floating wave-offshore wind hybrid power generation system. We have developed an unified SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) system which can be used to monitor and control PCS(Power Conversion System) based on IEC61850. The SCADA system is essential to perform the algorithm like proportional distribution and data acquisition, monitoring, active power, reactive power control in hybrid power generation system. IEC61850 is an international standard for electrical substation automation systems. It was made to compensate the limitations of the legacy industrial protocols such as Modbus. In order to test the proposed SCADA system and algorithm, we have developed the wind-wave simulator based Modbus. We have designed a protocol conversion device based on real-time Linux for the communication between Modbus and IEC61850. In this study, SCADA system consists of four 3MW class wind turbines and twenty-four 100kW class wave force generator.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제19권2호
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• pp.74-91
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• 2023

This study provides an in-depth comparison and analysis of various risk assessment models widely used in modern industries, and proposes the most suitable model for risk assessment of offshore wind power in Korea. The assessment models were selected by considering various factors such as the purpose of risk assessment, stakeholder requirements, and characteristics of offshore wind power. We also emphasized the importance of using different risk assessment models in combination in situations of high uncertainty. To systematize the combination of risk assessment models, we used systems engineering which is effective to develop a new system. Systems engineering was used to define the complete, traceable functions from site requirements, and model-based systems engineering was used to manage the design information from requirements to detailed functions in a single model. The developed risk assessment module provide automatic conversion between risk assessment models to enable risk assessment suitable for offshore wind power. The functionality and usability of the offshore wind risk assessment module were verified by the evaluation of three wind power experts.

• 한국해양공학회지
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• 제31권3호
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• pp.196-201
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• 2017

A cylindrical structure has a very long period of heave and pitch motion response in ocean waves. To obtain the dynamic stability of a cylindrical structure, it is necessary to obtain the suitable metacentric height (GM). However, in a structure with sufficient metacentric height, Mathieu instability can occur if the natural frequency of the heave motion is double the natural frequency of the roll and pitch motion. This study carried out numerical calculations and experiments for vertical-axis wind turbines with cylindrical floaters, which had three different centers of gravity. In the regular wave experiment, the divergence of the structure motion without yaw was observed when the natural frequency of the heave motion was double the natural frequency of the roll and pitch motion. In the irregular wave experiment, the motion spectra of the structures with the different centers of gravity were compared, and one was very high when the natural frequency of the heave motion was double the natural frequency of the roll and pitch motion.

• 전기학회논문지
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• 제59권12호
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• pp.2202-2211
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• 2010

The wind power prediction system is composed of a meteorological forecasting module, calculation module of wind power output and HMI(Human Machine Interface) visualization system. The final information from this system is a short-term (6hr ahead) and mid-term (48hr ahead) wind power prediction value. The meteorological forecasting module for wind speed and direction forecasting is a combination of physical and statistical model. In this system, the WRF(Weather Research and Forecasting) model, which is a three-dimensional numerical weather model, is used as the physical model and the GFS(Global Forecasting System) models is used for initial condition forecasting. The 100m resolution terrain data is used to improve the accuracy of this system. In addition, optimization of the physical model carried out using historic weather data in Jeju. The mid-term prediction value from the physical model is used in the statistical method for a short-term prediction. The final power prediction is calculated using an optimal adjustment between the currently observed data and data predicted from the power curve model. The final wind power prediction value is provided to customs using a HMI visualization system. The aim of this study is to further improve the accuracy of this prediction system and develop a practical system for power system operation and the energy market in the Smart-Grid.

• Tribology and Lubricants
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• 제37권2호
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• pp.48-53
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• 2021

Wind energy is considered as the most competitive energy source in terms of power generation cost and efficiency. The power train of the pitch drive for a wind turbine uses a 3-stage complex planetary gear system in being developed locally. A gear train of the pitch drive consists of an electric or hydraulic motor and a planetary decelerator, which optimizes the pitch angle of the blade for wind generators in response to the change in wind speed. However, it is prone to many problems, such as excessive repair costs in case of failure. Complex planetary gears are very important parts of a pitch drive system because of strength problem. When gears are designed for the power train of a pitch drive, it is necessary to analyze the fatigue strength of gears. While calculating the specifications of the complex planetary gears along with the bending and compressive stresses of the gears, it is necessary to analyze the fatigue strength of gears to obtain an optimal design of the complex planetary gears in terms of cost and reliability. In this study, the specifications of planetary gears are calculated using a self-developed gear design program. The actual gear bending and compressive stresses of the planetary gear system were analyzed using the Lewes and Hertz equation. Additionally, the calculated specifications of the complex planetary gears were verified by evaluating the results from the Stress - No. of cycles curves of gears.

• 한국해양공학회지
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• 제30권1호
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• pp.57-67
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• 2016

As a new technical approach, an attempt was made to realize a photovoltaic system for an eco-environmental leisure ship by simultaneously actuating nine photovoltaic solar panels in association with the application of a sail-controlling system using wind energy. In this approach, the photovoltaic system consisted of a solar module, an inverter, a battery, and the relevant components, while the sail-controlling device was equipped with sail up/down and mast turning systems. The previously mentioned eco-environmental leisure ship utilizes a photovoltaic hybrid system that uses solar and wind energy as renewable energy sources. Furthermore, this research included a performance evaluation of the manufactured prototype, the acquisition of the purposed quantity values, and development of the purposed items. The significant items, including the sail up/down speed (seconds) and mast turning angle (degrees) were evaluated for a performance test. A wind direction sensitivity of 90% and maximum instant charging power of 900 W were also obtained in the process of the performance evaluation. In addition, the maximum sail time was also evaluated in order to acquire the optimum value. The performance evaluation showed that the prototype with a photovoltaic hybrid system was suitable for sailing an eco-environmental leisure ship using solar and wind energy.

• 한국융합학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.7-14
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• 2011

본 논문에서는 배전지능화시스템과 정보 연계, 미래 지능형전력망 운용 및 태양광, 풍력, 연료전지등과 같은 신에너지전원의 단지를 효율적으로 유지관리하기 위하여, 유 무선 네트워크 구성요소의 특성을 해석하고, 이를 바탕으로 원거리감시제어 장치를 제작하였다. 이 장치는 50KW급 태양광전원과 유 무선 네트워크의 알고리즘을 기반으로 실시간으로 출력되는 전압, 전류데이터를 무선네트워크로 장거리 전송하여, HMI 프로그램인 Autobase로 실시간 모니터링 하도록 하였다. 따라서 본 논문에서는 제안한 원거리 감시제어 장치를 이용하여 50KW급 태양광 발전 데이터를 무선네트워크 기술로 전송받아 데이터를 측정하고, 이 결과를 분석하여 태양광발전량의 운용특성을 분석하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.165-169
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• 2014

손쉬운 제어성, 운용성 등 다양한 이유로 디지털 부하가 급증하고 있고 이와 함께 부하의 소비 패턴은 직류화 되고있다. 그러나 공급되는 전력은 교류 전원이므로 실질적으로 필요로 하는 부하의 공급 전원인 직류 전원을 만족하기 위하여 교류 전원을 다시 직류로 변환하여 사용하고 있다. 태양광, 풍력, 연료전지 등 신재생 에너지원의 경우 직류 발전을 하는 발전원으로 교류로 변환을 통해 계통에 유입되고 다시 직류로 변환되어 부하에 공급하게 되는 다단 변환을 하게 되어 손실은 지속적으로 증가하게 된다. 에너지원의 효율적인 사용을 위한 직류 기반의 배전 시스템이 필요로 하나, 부하뿐만 아니라 보호 기능을 구현하기 위한 직류 배선용 누전 차단기의 개발이 필요하다. 이에 본 연구에서는 직류 누설 전류에 대한 검출 알고리즘을 구현하고, 이를 위하여 센서에 대한 성능을 검증하고 이를 활용하여 직류를 기반으로 하는 누전 차단기에 적용함으로써 직류 배전 시스템 운용에 있어 보호가 가능할 것으로 기대된다.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.250-256
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• 2015

손쉬운 제어성, 운용성 등 다양한 이유로 디지털 부하가 급증하고 있고 이와 함께 부하의 소비 패턴은 직류화 되고 있다. 그러나 공급되는 전력은 교류 전원이므로 실질적으로 필요로 하는 부하의 공급 전원인 직류 전원을 만족하기 위하여 교류 전원을 다시 직류로 변환하여 사용하고 있다. 태양광, 풍력, 연료전지 등 신재생 에너지원의 경우 직류 발전을 하는 발전원으로 교류로 변환을 통해 계통에 유입되고 다시 직류로 변환되어 부하에 공급하게 되는 다단 변환을 하게 되어 손실은 지속적으로 증가하게 된다. 에너지원의 효율적인 사용을 위한 직류 기반의 배전 시스템이 필요로 하나, 부하뿐만 아니라 보호 기능을 구현하기 위한 직류 배선용 차단기의 개발이 필요하다. 이에 본 연구에서는 영구 자석을 이용한 아크 소호 기술과 하이브리드 아크 소호 기술을 이용한 직류 아크 소호 기술에 대한 연구를 통하여 안정적인 직류 배전 시스템 운용을 위한 계통 및 기기 보호가 가능할 것으로 기대된다.

• 공업화학
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• 제22권2호
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• pp.125-132
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• 2011

본 연구에서는 차세대 연료전지 기술로서 일체형 재생 연료전지(Unitized Regenerative Fuel Cell, URFC)에 대하여 검토하였다. URFC는 신재생 에너지원과 연료전지의 하이브리드 시스템 구현을 목적으로 하는 필수 기술이며 21세기 수소경제 사회 완성을 위한 신기술로 평가된다. 특히 본 연구에서는 URFC 요소 기술로서 고분자 전해질 막에 대한 연구 결과를 정리하여 URFC 기술의 이해를 돕고자 하는 것이 목적이다. URFC용 고분자 전해질 막은 기능적 특성상 높은 수소이온 전도도, 치수안정성, 기계적 물성 및 계면 안정성이 요구된다. 이를 바탕으로 미래 에너지원인 수소의 생산, 저장, 이용을 일체화된 시스템으로 완성시킬 수 있는 URFC 기술은 향후 연료전지 기술과 더불어 풍력과 태양광 발전 등의 신재생 에너지 관련 기술을 함께 발전시킬 수 있는 새로운 연구 분야가 될 것으로 판단된다.