• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.486-493
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• 2010

Recently, it has been a worldwide issue to develop offshore wind farm based on the past technical experiences of onshore wind turbine installation. In Korea, the government has the wind-energy to be a new-sustainable field of development to bring green-growth in near future and put political and fiscal efforts to support the academic and industrial technical development. Especially, there are much advancement for the fields of turbine, blade, bearing, grid connection, ETC. Correspondingly, technical needs do exist for the offshore foundation installation techniques in geotechnical point of view. Within few years, 2~5MW offshore wind turbines will be constructed at about 30m water depth and it is known that monopiles of D=4~6m are suitable types of foundation. In order to construct offshore wind-turbine foundation, technical developments for drilling machine, design manual, monitoring&maintenance technique are required. This paper presents technical issues with related to offshore wind farm and large diameter monopile in the point of renewable energy development.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권2호
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• pp.186-192
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• 2014

본 연구에서는 대정해상풍력단지 설치 해역과 인근수역을 이용하는 선박교통량과 해상교통흐름의 패턴을 분석하고 단지 조성 후 합리적인 대체통항로 지정에 따른 교통량을 예측하였다. 또한 예측된 교통량을 근거하여 통항로별 통항안전성을 평가하고 검토함으로써 선박의 안전운항에 필요한 제반조건 및 대책을 제시하였다. 풍력단지 설치 해역과 인근수역의 해상교통흐름 패턴을 분석한 결과 총 8가지의 교통흐름으로 분류되었고, 연간 교통량은 8,975 척으로 예측되었다. 이를 근거로 단지 조성 후 4가지의 대체 통항로 지정에 따른 교통량을 예측하였다. 예측된 교통량과 SSPA의 동력선충돌모델을 이용하여 통항안전성을 평가한 결과 충돌 및 침로이탈확률에 관한 국내 안전기준 $10^{-4}$ 이하를 만족하므로 계획된 대체통항로가 유용함을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1350-1351
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• 2011

계통에서 사고가 발생하면 기존에는 풍력발전기의 보호를 위하여 계통에서 분리가 가능했다. 하지만, 최근에 풍력발전용 기기 한기당 용량 증가와 해상풍력의 증가로 인하여 계통으로 공급하는 풍력발전량은 지속적으로 증가하고 있기 때문에 사고발생에 따른 풍력발전의 계통과의 갑작스러운 분리는 계통의 정전사태를 발생시킬 수 있다. 따라서 전 세계적으로 풍력발전의 계통연계규정(Grid Code)를 강화하고 있는 추세이다. 특히, 계통연계규정 중 계통전압이 순간적으로 강하하였다고 하더라도 풍력발전기는 지속적으로 연계되어 있으면서 계통전압의 보상을 위하여 무효전력을 공급을 요구하고 있다. 이 기능이 저전압 극복(LVRT)기능이고 계통연계규정 중 가장 어려운 기술이다. 본 논문에서는 2MW급 이중여자 유도형 풍력발전기(DFIG)를 이용하여 계통에서 저전압이 발생했을 때 발전기를 지속적으로 계통과 연계시키면서 무효 전력을 계통에 공급할 수 있는 LVRT기능을 제안하고 실험을 통하여 검증한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권6B호
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• pp.617-625
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• 2010

풍속의 세제곱에 비례하는 풍력발전기의 전기발전량을 효과적으로 증대시키기 위해서는, 풍속이 강한 부지 선정이 중요하다. 일반적으로 내륙지역보다 풍속이 강한 연안지역에 풍력발전기를 설치하는 것이 바람직하다. 또, 해상풍력개발은 풍력발전기의 중요한 단점 중 하나인 소음 문제를 해결할 수 있는 방법으로 기대된다. 풍력개발 사업을 실행하는 과정에서, 어떤 지역의 풍력발전 가능성을 미리 파악하는 것은 풍력발전의 최적지를 선정하는데 있어서 중요한 요소들 중 하나이다. 본 연구는 기상청이 10년간 관측한 제주도 14개 지역의 풍향 및 풍속데이터를 가지고 제주 연안지역의 풍력발전 가능성에 대해 검토하였다. 풍력발전기의 설치높이를 80 m로 가정하고 풍속데이터를 보정하였으며, 이 값을 가지고 풍력에너지 밀도와 연간 풍력에너지량을 산출하였다. 그리고 모든 관측지점의 연간 전기발전량과 에너지취득률은 3,000 KW 풍력발전기에 관한 정보를 이용하여 산출되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.375-384
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• 2015

해상풍력발전의 건설이 여러 가지 환경 및 가설공법 등의 설치환경 등의 원인에 의하여 건설지점이 천해에서 심해로 이동하는 경향을 나타내고 있다. 이러한 경향 속에 해상풍력발전 지지구조물의 심해화에 따른 지지구조물에 대한 연구는 중요성이 더욱 증대될 것으로 판단된다. 본 연구에서는 기존의 Jacket 구조물에 대하여 Precast Concrete Block 및 Suction pile을 적용한 Jacket 구조물을 제안하고 이에 대하여 구조해석 및 안전성 평가를 실시하였다. 또한 제안된 구조물에 동조액체감쇠기를 적용하여 구조물 진동성능 향상을 도모하고자 하였다. 연구결과, 제안된 신형식 Jacket 구조물은 충분한 안전성을 가지고 있는 것으로 평가되었으며, 동조액체감쇠기를 적용하였을 경우, 약 5%의 진동저감 효과가 있는 것으로 검토되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.691-698
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• 2020

해상풍력 발전단지의 전력망 연계방식에 따라 설치비용이나 고장전류의 크기가 달라진다. 그렇기 때문에 단지의 용량과 위치 등을 고려한 효율적인 전력망 연계 방법이 필요하다. 특히 해상풍력 발전단지의 전력케이블은 대부분 비용 및 효율적인 부분을 고려하여 3-core를 사용한다. 케이블 단락 같은 고장이 발생하면 케이블 전체를 교체해야 하므로 수리비용 및 터빈 정지 기간을 고려하였을 때 비용적인 측면에서 상당한 손실이 발생할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 제주해상에 설치될 100 MW 풍력단지에 방사형, 링형, 성형 방식을 도입하여 이에 따른 3상 단락고장을 PSCAD/EMTDC 프로그램을 활용하여 컴퓨터 해석을 수행하고, 그 결과를 분석하여 모델 단지에 알맞은 전력망 연계방식을 제안하고자 한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.167-172
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• 2021

세계 해상풍력 시장의 밝은 성장 전망과 우리 정부의 의욕적인 계획에 힘입어 국내 해상풍력 시장의 성장 가능성에 대한 기대감이 한층 높아지고 있는 상황에서 국내 해상풍력의 성공적인 발전을 위한 방안과 실무 전문가들의 실질적인 애로사항에 대해 조사 분석한 내용을 토대로 개선방안을 제시한다. 또한 관련 중소기업을 육성하기 위해 실무적 지원 방안을 제시한다. 연구결과와 개선방안은 설문조사결과를 토대로 하였으며, 그 내용은 다음과 같다. 첫째, 대기업 위주로 기술개발이 이루어지면서 중소제조업에 대한 발전여력이 매우 저조한 실정으로, 정부기관이 주도하는 클러스터 핵심센터를 설립·운영하여 국가 연구기관들과 대기업의 주도로 기술지원을 하고, 대학교와 국가 연구기관들이 함께 전문인력 양성 및 연구개발을 통한 중소·중견 기업들의 자립력을 강화시킬 필요가 있다. 둘째, 기업의 실무적 지원방안에 대한 설문조사 결과 기술개발과 생산된 부품에 대한 사업화를 위한 다양한 지원이 이루어져야 할 필요성이 있는 것으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.188.2-188.2
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• 2010

북한은 자급자족의 형태로 지하자원과 수력을 이용하여 에너지원으로 사용하고 수입연료를 자제하는 실정이다. 하지만 기존의 발전 설비들의 노후화와 지하자원의 확보의 어려움이 증가 되어 신재생에너지의 개발을 확대하고 있다. 이에 우리나라에서는 남북의 기술교류 확대 및 미래 에너지 자원의 확보를 위하여 북한 자원자원에 대한 연구가 이뤄지고 있다. 기존의 연구에서는 북한지역의 관측값을 활용하거나 저해상도의 바람지도들이 작성되었다. 북한 지역의 바람의 분포를 세밀히 파악하기 위하여 기존의 바람지도 보다 상세한 풍력-기상자원지도가 필요하기 때문에 연구를 진행하였다. 북한의 풍력-기상자원지도를 개발하기 위해 미국 NCAR에서 개발한 중규모 모형인 WRF(Weather Research & Forcasting)을 활용하였다. 좋은 풍력자원을 갖춘 장소에 풍력 단지를 조성하기 위해서는 고해상도의 기상자원지도를 이용해서 파악하는 것이 필요하므로 해상도를 1km으로 설정하여 수행되었다. 본 연구의 결과로 지상 80 m에서의 1km 해상도를 갖는 풍력-기상자원지도를 작성하였다. 개발된 풍력-기상자원지도의 검증을 위해서 우리나라에서 확보가 가능한 북한 27개 지점의 지상 10 m 바람자료들을 활용하였다. 풍속에 대한 검증은 Bias와 RMSE을 이용하였으며, 풍향의 검증은 MAE을 활용하였다. 연 평균의 북한의 풍력-기상자원지도를 보면, 북한의 산맥을 중심으로 다른 지역보다 높은 풍속 분포를 보이고 있으며, 황해도를 포함한 북한의 서해안지역에서 비교적 높은 풍속의 분포를 나타내고 있다. 계절별로 살펴보면 봄철과 겨울철에 여름과 가을철보다 높은 풍력자원이 나타나며, 여름철이 가장 낮은 풍력자원을 갖는 것으로 분석되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.191-199
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• 2018

본 연구에서는 한국 연안의 해상풍력 발전을 위한 적지를 검토하기 위해 기상청에서 제공하는 20개 지점의 풍속 자료를 수집하고 이를 분석하였다. 관측된 풍속 자료의 분석을 위하여 Rayleigh 모델과 Weibull 모델을 이용하였으며, 풍속 출현빈도에 따라 연간 부존량을 추정하였다. 풍력발전기 모델로는 출력 1.5~5 MW의 7종류를 선정하여 각각의 성능곡선을 이용하였다. 그 결과, 풍속이 7.15 m/s 이상인 지점에서는 Repower-5 MW의 터빈이 높은 에너지 생산이 가능한 것으로 나타났으나 그 이하의 풍속에서는 G128-4.5 MW의 터빈이 유리한 것으로 나타났다. 10 m/s 이상의 풍속 출현율이 높은 마라도, 거제도 및 포항의 경우 REpower사의 5 MW급 해상풍력발전기 설치 시 설비이용률이 56.49%, 50.92%, 50.08%로 높게 나타났다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권9호
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• pp.1808-1818
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• 2015

최근 신재생 에너지 중 각광을 받고 있는 풍력 발전의 경우 경제성 및 효율성을 높이기 위하여 대부분의 풍력 발전단지들이 해상에 조성된다. 그러나 풍력단지 관리자가 해상에 설치된 풍력발전기에 접근하기 위해서는 헬기 또는 보트를 이용해야하며 많은 비용과 시간을 필요로 한다. 이러한 유지 및 관리 비용을 감소시키기 위한 하나의 대안으로써 풍력발전기의 원격 모니터링 및 제어 기술이 요구된다. 본 논문에서는 풍력발전기의 상태 정보 계측 및 원격 제어 기능을 제공하는 무선 센서 네트워크 기반의 풍력발전기 모니터링 및 제어 시스템을 구현한다. 이를 위해 다수의 센서를 풍력발전기에 설치하여 실시간으로 상태를 계측할 수 있도록 하고 제어 장치를 통해 원격 제어가 가능하도록 한다. 풍력발전기의 센서 장치 및 제어 장치는 무선 센서 네트워크를 통해 제어 센터와 계측 데이터 및 제어 데이터를 주고받도록 한다. 제어 센터에서는 GUI 기반의 모니터링과 제어 기능을 제공하는 중앙 집중형 모니터링 프로그램을 통해 풍력발전기를 관리한다. 또한 제어 센터 이외의 지역에서 원격으로 풍력발전기 모니터링이 가능하도록 스마트 단말기 기반의 웹 프로그램을 구현한다.