• Title/Summary/Keyword: 해상풍력발전시스템

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Selecting the Geographical Optimal Safety Site for Offshore Wind Farms to Reduce the Risk of Coastal Disasters in the Southwest Coast of South Korea (국내 서남해권 연안재해 리스크 저감을 위한 지리적 해상풍력단지 최적 입지 안전구역 선정 연구)

  • Kim, Jun-Gho;Ryu, Geon-Hwa;Kim, Young-Gon;Kim, Sang-Man;Moon, Chae-Joo
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.17 no.5
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    • pp.1003-1012
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    • 2022
  • The horizontal force transfer to the turbine and substructure of a wind power generation system is a very important factor in maintaining the safety of the system, but it is inevitably vulnerable to large-scale coastal disasters such as earthquakes and typhoons. Wind power generation systems built on the coast or far offshore are very disadvantageous in terms of economic feasibility due to an increase in initial investment cost because a more robust design is required when installed in areas vulnerable to coastal disasters. In this study, the GIS method was used to select the optimal site for a wind farm from the viewpoint of reducing the risk of coastal disasters. The current status of earthquakes in the West and South Seas of Korea, and the path and intensity of typhoons affecting or passing through the West and South Seas were also analyzed. Accordingly, the optimal offshore wind farm site with the lowest risk of coastal disasters has been selected and will be used as basic research data for offshore wind power projects in the region in the future.

Numerical Optimization of Foundation place for Domestic Offshore Wind Turbine by using Statistical Models for Wind Data Analysis (기상풍황자료 통계적 분석을 통한 한국형 해상풍력터빈 설치지점 선정 최적화 연구)

  • Lee, Ki-Hak;Jun, Sang-Ook;Ku, Yo-Cheon;Pak, Kyung-Hyun;Lee, Dong-Ho
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2007.06a
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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.

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Arrangement Design and Performance Evaluation for Multiple Wind Turbines of 10MW Class Floating Wave-Offshore Wind Hybrid Power Generation System (10MW급 부유식 파력-해상풍력 연계형 발전 시스템의 다수 풍력터빈 배치 설계 및 성능 평가)

  • Park, Sewan;Kim, Kyong-Hwan;Lee, Kang-Su;Park, Yeon-Seok;Oh, Hyunseok;Shin, Hyungki;Hong, Keyyong
    • Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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    • v.18 no.2
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    • pp.123-132
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    • 2015
  • In this study, an arrangement design process for multiple wind turbines, placed on the 10MW class floating wave-offshore wind hybrid power generation system, was presented, and the aerodynamic performance was evaluated by using a computational fluid dynamics. An arrangement design, which produces a maximum power in the site wind field, was found by using a commercial program, WindPRO, based on a blade element momentum theory, then the effect of wake interference on the system between multiple wind turbines was studied and evaluated by using ANSYS CFX.

풍력발전 블레이드 제작 및 사용에서의 신뢰성 기술

  • Heo, Yong-Hak
    • Journal of the KSME
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    • v.54 no.7
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    • pp.28-33
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    • 2014
  • 최근 풍력에너지 발전기술이 해상 풍력 및 대형 풍력으로 천이되어 감에 따라 더 향상된 신뢰성 기술을 요구하고 있고, 풍력 블레이드는 풍력발전시스템에서 고장 빈도가 비교적 낮지 않고, 고장 발생 시 심각도가 상대적으로 높아 신뢰성을 고려해야 하는 부품이다. 블레이드 제작 생산 과정과 사용 중에 발생하는 손상 및 결함은 신뢰성의 심각성에 큰 영향을 미치고 있어 본 기술에서는 블레이드에서 발생할 수 있는 결함 유형, 결함을 탐지하는 기술 그리고 신뢰성을 평가하는 시험/평가 기술에 대하여 소개하고자 한다.

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The study on substructure design and analysis for 5MW offshore wind turbine (5MW급 해상풍력 하부구조물 설계 및 해석에 관한 연구)

  • Sun, Min-Young;Lee, Sung-Bum;Lee, Ki-Yeol;Moon, Byung-Young
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.38 no.9
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    • pp.1075-1080
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    • 2014
  • This study aims at dedicating to relevant technology fields by suggesting design methods of structures and estimating their safety in relation to substructure for offshore wind power requiring high safety to various environment conditions. Especially, with respect to 5MW Offshore Wind Power System, this study will provide information about major wind directions and duration in combination with the developing wave climate at the test field. Therefore, connections between wind fields and approaching wave trains will be estimated and their intensity, direction and time shift will be pointed out. Furthermore, the local pressure distribution of breaking waves will be investigated by physical and numerical modeling. The currently applied structural and fatigue assessment of support structures for offshore wind energy converters is based on common design rules. Normally, constructions in structural engineering are treated as limited, single structures. This means that varying aspects of manufacturing are considered by high safety factors.

Dynamic Response Analysis for Upper Structure of 5MW Offshore Wind Turbine System based on Multi-Body Dynamics Simulation (다물체 동역학 시뮬레이션 기반 5MW급 해상풍력발전시스템의 상부구조물에 대한 동적 응답 해석)

  • Lee, Kangsu;Im, Jongsoon;Lee, Jangyong;Song, Chang Yong
    • Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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    • v.16 no.4
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    • pp.239-247
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    • 2013
  • Recently renewable energy such as offshore wind energy takes a higher interest due to the depletion of fossil fuel and the environmental pollution. This paper deals with multi-body dynamics (MBD) analysis technique for offshore wind turbine system considering aerodynamic loads and Thevenin equation used for determination of electric generator torque. Dynamic responses of 5MW offshore wind turbine system are evaluated via the MBD analysis, and the system is the horizontal axis wind turbine (HAWT) which generates electricity from the three blades horizontally installed at upwind direction. The aerodynamic loads acting on the blades are computed by AeroDyn code, which is capable of accommodating a generalized dynamic wake using blade element momentum (BEM) theory. In order that the characteristics of dynamic loads and torques on the main joint parts of offshore wind turbine system are simulated similarly such an actual system, flexible body modeling including the actual structural properties are applied for both blade and tower in the multi-body dynamics model.

A review of the characteristics related to the platform design, transportation and installation of floating offshore wind turbine systems with a tension-leg platform (인장각형 부유식 해상풍력발전시스템의 하부 플랫폼 설계 및 운송·설치 관련 특성 고찰)

  • Hyeonjeong Ahn;Yoon-Jin Ha;Ji-Yong Park;Kyong-Hwan Kim
    • Journal of Wind Energy
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    • v.14 no.4
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    • pp.29-42
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    • 2023
  • In this study, research and empirical cases of floating offshore wind turbine systems with a tension-leg platform are investigated, and hydrodynamic and structural characteristics according to platform shapes and characteristics during transportation and installation are confirmed. Most platforms are composed of pontoons or corner columns, and these are mainly located below the waterline to minimize the impact of breaking waves and supplement the lack of buoyancy of the center column. These pontoons and corner columns are designed with a simple shape to reduce manufacturing and assembly costs, and some platforms additionally have reinforcements such as braces to improve structural strength. Most of the systems are assembled in the yard and then moved by tugboat and installed, and some platforms have been developed with a dedicated barge for simultaneous assembly, transportation and installation. In this study, we intend to secure the basic data necessary for the design, transportation, and installation procedures of floating offshore wind turbine systems with a tension-leg platform.

등부표용 하이브리드 발전시스템의 전력상태 모니터링 분석

  • Han, Ju-Seop;Ji, Hyeong-Min;Yu, Yong-Su;Kim, Jong-Uk;Choe, Su-Bong
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2014.10a
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    • pp.357-359
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    • 2014
  • 해상에서 선박의 안전한 항행을 위하여 항로표지를 운영하고 있으며, 항로표지는 형상표지, 광파표지, 음파표지, 전파표지, 특수신호표지로 구분할 수 있다. 전자기술의 발전과 안전한 항해에 도움을 주는 각종 시스템들이 등부표에 설치되고 있다. 이에 따라 등부표에서의 전력 수요는 과거보다 훨씬 더 많이 요구되고 있는 실정이다. 정부지원 연구과제로 등부표에서 태양광발전, 풍력발전 및 파력발전이 가능한 등부표용 발전시스템을 개발하였으며, 해상에 설치한 등부표에서 각종 에너지원으로 전력의 생산과 등부표 시스템의 운영에 따른 소비에 대한 분석이 필요하다. 현재 해상실험을 진행하고 있으며, TRS기반의 등부표용 통신시스템과 데이터 수신용 모니터링시스템을 설치하였고, 등부표내에서도 메모리카드를 이용하여 전력의 생산과 소비에 관련된 데이터 저장할 수 있게 구성하였다. TRS기반 모니터링시스템에서 저장된 데이터와 등부표에 설치한 메모리카드에 저장된 데이터 분석을 통하여 등부표용 하이브리드 발전시스템의 전력상태를 분석하였다.

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Hybrid Generation Simulation Model Development Composed of Wave-Offshore and Wind (풍력 및 파력발전으로 구성된 복합발전 시뮬레이션 모델 개발)

  • Kim, Do-Hyun;Kim, Jae-Hyuk;Kim, Kyo-Min;Han, Byung-Moon
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2015.07a
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    • pp.115-116
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    • 2015
  • 본 논문에서는 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용하여 3MVA 용량의 풍력발전기와 2.4MVA 용량의 파력발전기로 구성되어 있는 부유식 파력-해상풍력 연계형 발전시스템 모델을 모의 할 예정이다. 각각의 발전시스템은 발전기, 발전기 컨버터, 전력망 컨버터, 전력망으로 구성되어 있고 시뮬레이션 결과를 통해 각각의 풍력 및 파력발전기에서 전력망의 유효전력과 무효전력을 완전히 독립적으로 제어 할 수 있음에 대하여 살펴 볼 것이다.

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Development Status of 3MW Class Offshore Wind Turbine (3MW급 해상 풍력발전시스템 개발현황)

  • Joo, Wan-Don;Park, Jeung-Hun;Choi, June-Hyug;Lim, Chae-Wook;Park, Jong-Po
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2007.06a
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    • pp.366-369
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    • 2007
  • This paper presents the general results of the conceptual design of a 3MW class offshore wind turbine named WinDS 3000 under development. In WinDS 3000, an integrated drive train design, three stage gearbox and permanent magnet generator (PMG) with fully rated converters have been introduced. A pitch regulated variable speed power control with individual pitch control has been adopted to regulate rotor torque while generator reaction torque can be adjusted almost instantaneously by the associated power electronics. Through the introduction of WinDS 3000, it is expected that helpful to understanding of the development status of 3MW offshore wind turbine.

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