• 해양환경안전학회지
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• 제27권7호
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• pp.1067-1073
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• 2021

선박으로부터 발생하는 온실가스 배출을 저감하기 위한 규제가 점차 강화되고 있다. 현존선에서도 EEXI(Energy Efficiency Existing Index)가 도입되었으며 이와 같은 온실가스 배출 감축목표를 달성하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 국제항해에 종사하는 현존선 중 자동차운반선에 태양광 발전시스템을 적용하여 연료유 사용량을 줄임으로써 온실가스 배출이 저감될 수 있는 시스템을 제안하였다. 제안된 태양광 발전시스템은 태양광 모듈, 에너지저장시스템, 전력변환장치 등으로 구성되었으며, 본 시스템의 적용 가능성을 확인하기 위해 전력전자프로그램을 통해 시스템을 모델링하였으며, 시뮬레이션을 실시하였다. 또한, 실제 선박에 적용하기 위한 타당성 검증을 위해 경제성 분석을 실시하였으며, 약 11년 이후 경제성 부분에서도 유의미한 결과가 도출됨을 확인할 수 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권1호
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• pp.11-18
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• 2011

암초형 월류 파력발전 시스템은 암초형 구조물에 입사 되는 파랑 에너지를 낙차로 전환하고 이를 전기 에너지로 변환 시키는 파력 발전 방식이다. 기존 연구에서 월파제의 사면 경사, 천단고, 가이드 베인 형상에 따른 월류 성능이 연구 되었다. 본 연구에서는 이러한 기존 연구를 통해 설계된 1/7 축소 모형을 제작하고 수차 터빈 및 발전 시스템, 전력제어시스템, 운전제어 및 모니터링 시스템을 연계하여 통합 축소 모형 시스템을 구축하였다. 이러한 시스템에서 서로 다른 파고와 주기를 갖는 파에 따른 월류량과 발전량을 계측하여 기존 연구와 비교 검증하였다. 이를 통해 설계시 계획한 월류량과 발전량을 확인하였고 다수 터빈에 의한 효율적인 제어 시스템 구동 방안을 제안하였다.

• 한국음향학회지
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• 제38권2호
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• pp.222-230
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• 2019

본 논문에서는 유체의 와류 현상을 이용한 에너지 하베스팅 회로의 전력을 분석하였다. 와류를 전기 에너지로 바꾸기 위한 소자로 PVDF(Polyvinylidene fluoride) 압전 센서를 사용하였으며, 전력 분석을 위해 잘 알려진 브리지 다이오드 정류 회로와 전력 변환 효율을 향상시키기 위해 다이오드 정류회로 입력단에 병렬 동기 스위치 회로를 접목한 P-SSHI(Parallel Synchronized Switch Harvesting on Inductor) 정류 회로를 사용하였다. 다이오드 및 P-SSHI 정류 회로의 출력 전력은 이론을 통해 분석하였고 실험을 통해 검증하였다. 공기에 의한 와류를 이용한 실험을 통해 P-SSHI 정류 회로의 전력효율이 69 % 증가됨을 확인하였다. 또한 수확된 와류 에너지를 슈퍼 커패시터에 저장하는 회로를 구현하여 2차 전지로써 활용이 가능함을 확인하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제5권3호
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• pp.10-15
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• 2002

반복적으로 나타나는 고정된 이차원 모래언덕에 의하여 생성되는 난류유동장을 해석하기 위하여 PIV 기법을 적용하였다. PIV 기법의 사정을 위하여 LDV 실험자료와 결과를 비교하였는데 유동박리 및 큰 전단유동 영역에까지 좋은 결과를 보여주었다 레이저 시트로 조사된 이차원 단면의 흐름을 이미징 테크닉으로 해석하는 PIV 방법이 갖는 고유의 단점들을 완전히 해결하지는 못하였으나, 전체적으로 LDV 결과와 매우 잘 일치하고 있었으며 특히 Two-point correlation 이나 Quadrant analysis와 같이 고차항까지를 추적할 수 있었다 특히 기존의 일점계측법으로는 해석이 불가능한 순간유동장의 가시화 및 정량화가 가능하였으며 Time-series로 변환시킨 PIV 데이터의 신뢰성도 확인이 가능하였다. 추후 토사이동과 같은 복잡한 유동해석에도 본 기법을 그대로 활용할 수 있으리라 기대한다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.180-183
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• 2008

This paper is about the ocean current power generation using sea water incoming into the lake surrounded by barrages and sea water discharged from a dam made of artificial structures. In operation of a tidal power plant, the sea water discharged from a turbine structure and a gate structure of a tidal power plant is faster than the tidal current caused by tides in nature and has better characteristics than that to run ocean current turbines. It is shown that the sea water discharged after generating electricity through a turbine generator of a tidal power plant and the sea water discharged from a gate structure of a tidal dam still have kinetic energy high enough to run an ocean current turbine and produce valuable electricity.

• 신재생에너지
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• 제16권1호
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• pp.31-40
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• 2020

Most countries in the world are trying to reduce the use of fossil fuels in the production of electricity and replace them with renewable energy technologies. In Korea, there are abundant ocean renewable energy sources that will play an important role in power generation in the future. This paper introduces a new tidal energy converter utilizing flow induced vibration (FIV), which can work efficiently, even in the currents slower than 1.0m/s. All tests were conducted at the Marine Renewable Energy Laboratory at the University of Michigan to examine the effects of the damping ratio of the electric generators on the power outputs and power efficiencies. In these tests, two identical circular cylinders were used, and passive turbulence controllers were applied to the surface of the cylinders to enhance the FIV. The experimental results showed that by using the two cylinders in the FIV, the power output and efficiency reached up to 31 W and 36%, respectively. In particular, the results showed that the power efficiency was higher at the relatively low flow speed (4

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.242-252
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• 2018

진동수주형의 파력발전구조물(OWC-WEC)는 파랑에너지 흡수장치 중에 가장 효율적인 것으로 알려져 있다. 이 장치는 공기실 내부에서 해수면의 상 하운동을 공기흐름으로 변환하고, Wells 터빈으로 대표되는 터빈의 구동력으로부터 전기에너지가 생산된다. 따라서, 높은 전기에너지를 얻기 위해서는 공기실 내부에서의 수면변동에 피스톤모드의 공진을 유발시켜 수면진동을 증폭시킬 필요가 있다. 본 연구에서는 해수소통구를 구비한 신형식의 OWC-WEC를 상정하고, 구조물에 의한 파랑변형, 공기실 내에서 수면변동과 노즐에서 공기유출속도 및 해수소통구에서 해수흐름속도를 수치해석적으로 상세히 평가한다. 수치해석모델은 Navier-Stokes solver의 혼상류해석기법에 기초한 공개 CFD code인 OLAFLOW 모델을 적용하며, 모델의 타당성을 검증하기 위하여 기존의 실험결과 및 수치해석결과와를 비교 논의한다. 본 연구의 범위 내에서 Ursell수가 커질수록 노즐에서 공기흐름속도가 증가하며, 공기실 내부에서 외부로 유출되는 공기속도가 외부에서 공기실 내부로 유입되는 공기속도보다 더 크다 등의 중요한 사실을 알 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.217-227
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• 2012

2007년 3월 31일에 영광을 비롯한 한반도 서해안에 발생한 이상파랑의 발생 원인을 관측자료와 수치모델을 이용하여 분석하였다. 사용된 자료는 조위 관측소에서 관측된 조위 자료와 AWS의 해면기압 자료로서 모두 1분 간격의 시계열 자료이다. 이러한 시계열 자료를 시간과 주기에 대한 에너지 성분으로 변환시켜줄 수 있는 웨이블렛 변환을 이용하여 이상파랑과 같이 단기적으로 불규칙하게 발생하는 변화를 분석하였다. 분석 결과를 이용하여 이상파랑의 도달시간과 진행방향을 도출하였고, 생성원인을 분석하기 위해 AWS 자료를 통해 기압 점프의 크기와 주기 및 진행방향에 대해 조사하였다. 3시간 간격의 분석일기도에 제시된 기압 분포를 이용하여 서해상에서 기압 점프의 이동 패턴을 유추하였다. 분석된 결과의 타당성을 검증하기 위해 2차원 수치모형을 이용하여 이상파랑에 대한 모의를 수행하였다. 기압 점프의 진행에 따라 발생된 해수면의 변동은 공진작용에 의해 수위가 증가하는 것으로 나타났다. 산정된 수위는 관측값과 비교할 때 과소 산정되는 것으로 나타났으나, 웨이블릿 변환을 통해 분석한 도달순서와 유사하게 수위 관측지역에 도달하는 것으로 산정되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권4호
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• pp.263-267
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• 2013

본 연구에서는 단일 파장의 빛이 기름과 해수로 구성된 혼합물을 투과하는 과정에서 굴절과 산란으로 인해 감쇠되는 빛의 세기를 평가하는 방법을 통해, 물위에 존재하는 기름의 두께를 측정할 수 있는 새로운 광학적 기름 탐지 방법론을 제시한다. 단일 파장의 광원으로 직진성이 좋고 단색광의 빛을 발산할 수 있는 레이저를 이용하였으며, 기름-물 혼합물을 투과한 빛의 세기를 정량적으로 측정하기 위해서 광 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 광전자소자인 포토다이오드를 선택하였다. 기름의 두께가 증가함에 따라서 투과된 빛의 크기가 점차적으로 감쇠되는 성질을 가진 광원의 파장 대역을 실험적으로 도출하기 위해서, 3개의 서로 다른 파장대역을 갖는 레이저를 이용하여 기름의 두께별로 투과된 광량을 측정하여 감쇠되는 경향을 비교하는 실험을 진행하였다. 해당 실험을 통해서 470 nm 파장을 갖는 청색 레이저를 이용하였을 경우, 기름의 두께가 증가함에 따라 투과된 광량의 세기가 점차적으로 감쇠되는 현상을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 수행한 실험 결과를 통해서 레이저 광원에 대한 기름의 흡광 광도를 분석하는 방법으로 해수위에 존재하는 기름의 두께를 정량적으로 측정할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.128-137
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• 2013

최근, 지구온난화와 대기오염 등에 의해 신재생에너지에 관한 관심이 증가해 왔다. 특히, 가까운 미래에 직면하게 될 화석에너지자원의 고갈문제는 이와 같은 신재생에너지 기술을 가속화 시키고 있다. 다양한 재생가능 에너지자원 중에서 지구의 3/4을 점유하고 있는 해양은 막대한 에너지를 보유하고 있다. 본 연구에서는 항내 수질개선과 파랑에너지의 이용이라는 두 목적을 달성하기 위하여 공기실 내에서 해수면의 상하운동을 공기흐름으로 변환하고, 이를 터빈의 구동력으로 이용하는 파력발전장치인 진동수주형(OWC, Oscillating Water Column) 파력발전시스템을 적용한 해수교환구조물을 제시한다. 또한, 3차원불규칙파수치파동수로에 기초한 3D-NIT(3-Dimensional Numerical Irregular wave Tank)모델을 불규칙파동장에 적용하여 산정된 공기실 내 수위변동의 시간변화로부터 공기흐름속도를 추정하고, 입사주파수스펙트럼의 변화에 따른 공기흐름 주파수스펙트럼의 변화특성, 구조물의 존재여부에 따른 공기실 위치에서 주파수스펙트럼의 변화특성, 구조물에 의한 파랑변형율의 변화특성 및 공기흐름과 유체흐름에 의한 동력 등을 검토한다. 이로부터 공기실 내에서 수위변동 및 공기흐름의 시계열 자료에서 위상차가 존재하며, 유체흐름에 의한 동력이 공기흐름에 의한 동력에 비해 미흡하다는 것을 알 수 있었다.