• 한국해양공학회지
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• 제37권6호
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• pp.273-281
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• 2023

Recently, offshore structures for eco-friendly energy, such as wind and solar power, have been developed to address the problem of insufficient land space; in the case of energy generation, they are designed on a considerable scale. Therefore, the scalability of offshore structures is crucial. The Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering (KRISO) developed multi-linked floating offshore structures composed of floating bodies and connection beams for floating photovoltaic systems. Large-scale floating photovoltaic systems are mainly designed in a manner that expands through the connection between modules and demonstrates a difference in structural response with connection conditions. A fluid-structure coupled analysis was performed for the multi-linked floating offshore structures. First, the wave load acting on the multi-linked offshore floating structures was calculated through wave load analysis for various wave load conditions. The response amplitude operators (RAOs) for the motions and structural response of the unit structure were calculated by performing finite element analysis. The effects of connection conditions were analyzed through comparative studies of RAOs and the response's maximum magnitude and occurrence location. Hence, comparing the cases of a hinge connection affecting heave and pitch motions and a fixed connection, the maximum bending stress of the structure decreased by approximately 2.5 times, while the mooring tension increased by approximately 20%, confirmed to be the largest change in bending stress and mooring tension compared to fixed connection. Therefore, the change in structural response according to connection condition makes it possible to design a higher structural safety of the structural member through the hinge connection in the construction of a large-scale multi-linked floating offshore structure for large-scale photovoltaic systems in which some unit structures are connected. However, considering the tension of the mooring line increases, a safety evaluation of the mooring line must be performed.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권3호
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• pp.21-27
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• 2020

The importance of floating photovoltaic systems has recently been emerging to address some issues arising from the installation of conventional ground-mounted photovoltaics. Floating photovoltaics have a few advantages such as cutting down land usage, reducing water evaporation or creating algae. Though there is still necessity to supplement with technical issues: mechanical stability, reliability and long-term durability of floaters and modules. In this paper, we focus the current level of packaging development and introduce research trends that could be applied to next-generation floating photovoltaics.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.109-117
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• 2022

기존 화석 연료의 고갈 및 환경오염의 문제와 대용량 발전을 위하여 해양환경 및 자원을 이용한 친환경에너지 발전에 대한 연구 및 개발이 증가하고 있으며, 이 중 높은 발전 효율을 가진 해상태양광 발전에 대한 연구가 크게 증가하고 있다. 환경하중이 비교적 약한 내수조건과 달리, 환경하중이 강한 해양에서의 태양광 발전을 위해서는 더 강한 강성의 구조재를 사용해야 한다. 하지만, 구조재의 생산 가능성, 무게를 포함한 구조물 특성 및 경제적 효율성 등의 제약조건이 발생할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 부유식 방파제를 설치함으로써 태양광구조물에 작용하는 파랑하중을 감소시켜 구조재의 강성 강화를 최소화하고자 하였다. 부유식 방파제의 크기 및 구조물로부터의 거리를 변화하여 이에 따른 파랑하중 및 구조재 응력의 감소 정도를 확인하였다. 다수 부력체의 상호간섭을 고려한 파랑하중의 경우, 고차경계요소법(Higher-Order Boundary Element Emthod)을 이용해 산정하였으며, 구조재에 작용하는 응력은 유한요소법(Finite Element Method)을 통해 평가하였다. 각 조건에서의 최대응력을 분석 및 비교함으로써 해상태양광 발전 시스템에 대한 부유식 방파제의 영향을 확인하였으며, 부유식 방파제의 크기가 파랑하중 및 구조재 응력 감소에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제30권5호
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• pp.312-317
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• 2017

In this paper, the effects of environmental variables on the output of the floating photovoltaic water systems, which were installed at the Hapcheon dam in South Korea, were investigated, and the correlations between them were analyzed. The system output was linearly proportional to the solar radiation or irradiance. The output was large in spring and autumn because of high irradiance, but low in the summer when the solar module temperature was high. The influence of the module temperature on the system output was limited in the summer, during which the module temperature change affected the system output more than the change of the irradiance did. In addition, in winter and summer, the module temperature tended to decrease with increasing windspeed, but windspeed did not affect module temperature significantly in the spring and autumn. On the other hand, in winter and spring, the irradiance decreased as the windspeed increased because of movement (or circulation) of the photovoltaic modules.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2343-2348
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• 2014

지락사고 시 지락전류에 의한 전위경도 상승으로부터 인체를 보호하기 위하여 발전소의 주 접지망을 구성한다. 이를 위한 접지설계시 일반적으로 IEEE Std-80-2000(한전설계기준 2602)에 의하여 계산한다. 그러나 이는 수상환경에서 적용하기 힘들어 수상태양광의 접지저항 확보를 위한 접지기술이 명확하지 않다. 그런데 500kW 수상태양광의 모듈표면 및 금속덕트에 정전기가 발생하고 있고, 안정적인 접지확보를 위해서는 수상환경의 접지방식에 대한 구체적인 방안이 필요한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 수상환경에서 Wenner 4 전극법으로 대지저항률을 조사.분석하였으며, 현재 운영중인 수상태양광의 접지저항을 국제규격(IEEE std-81)에서 제시하는 전압강하법으로 측정 분석하여 안정적인 접지확보를 위한 수상태양광 접지방안을 제시하였다. 수면 1m 수중의 저항률이 ($126.3969[{\Omega}{\cdot}m]$) 하상의 저항률($97.5713[{\Omega}{\cdot}m]$)보다 대체로 높은 것을 측정 분석되었고, 제시한 접지앵커 접지방안은 수상태양광의 더욱 안정된 접지저항 확보를 위해 경제적으로 가장 효과적인 방법으로 판단되며, 향후 수상태양광 발전의 접지방법으로 활용될 것으로 기대된다.

• 대한공간정보학회지
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• 제24권1호
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• pp.51-59
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• 2016

전 세계 화석 에너지의 사용량은 지속적으로 증가하고 있다. 기존의 화석 에너지 사용 국가뿐만 아니라 개발도상국의 화석 에너지 사용량 또한 증대되면서 유한한 화석 에너지의 고갈에 대한 불안감은 커지고 있다. 또한 화석에너지로 인한 환경오염, 경제적 사회적 문제는 해결해야 할 과제로 남아있다. 태양광은 환경을 해치지 않는 청정에너지이지만, 태양광 발전소를 설치하는 과정에서 여러 문제가 발생한다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 수상 태양광 발전소가 대안으로 떠오르고 있다. 하지만 아직까지 수상 태양광 발전소에 대한 입지 분석이 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 수상 태양광 발전소의 입지 조건을 지형 및 기후 인자를 이용한 계층분석법을 통해 결과를 분석하였다. 그리고 적합분류표에 따라 각각 인자들의 속성정보에 점수를 부여하고, 여기에 가중치를 곱한 뒤 점수를 시각화하여 분석하였다. 그 결과 경상북도 북부지역의 점수 분포가 남부지역보다 높게 나왔다. 특히 안동시의 안동호와 영양군의 저수지가 최적입지로 추출되었다. 낮은 점수가 나온 곳은 강, 하천의 중심부가 아닌 하천의 경계면이었다. 본 연구를 통해 더욱 정확한 수상 태양광 발전소 입지 분석이 될 것이라고 기대한다.

• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제1권3호
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• pp.171-179
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• 2011

This paper presents the concept design procedure of a floating-type combined renewable energy platform based on hydrodynamic analyses and is focused on the fatigue design of taut-type mooring lines of the platform. Two types of combined renewable energy platforms are considered: a combination of wind turbine, wave turbine and photovoltaic energy plant and a combination of wind turbine, current turbine and photovoltaic energy plant. The basic configurations are conceptually determined from the understanding of floating offshore plants, while the main dimensions have been determined based on a hydrostatic calculation. Fully coupled hydrodynamic analyses have been carried out to identify the motion characteristics of the floating body and the tension histories of the mooring lines. The tension history is used for the fatigue life prediction based on the rain-flow cycle counting method. For the fatigue life prediction, tension life curves from API and the Palmgren-Miner rule are employed.

• 신재생에너지
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• 제17권3호
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• pp.16-23
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• 2021

Recently, the Korean government announced a plan to activate renewable energies, with focus on clean energy sources such as solar and wind power as the core and the goal of achieving carbon neutrality by 2050. Unlike other photovoltaic (PV) systems, offshore PV installations are advantageous for large-scale expansion because of the ease of securing sites; they also enable lowering the power generation costs based on construction of large-scale power facilities of megawatt class or higher owing to low noise and landscape damage. However, any power generation should proceed with consideration of the special environmental conditions of the ocean. Above all, when installing large-scale facilities, it is important to reduce fluctuations of the structure and secure stability to actively respond to waves. This study is concerned with the development of a floating body technology that actively responds to waves so as to enable commercialization of offshore solar power. A unit platform for research and development on offshore PV generation was installed in the Saemangeum sea, and the structural fluctuations and stability were analyzed to ensure conformity with the major performance indicators.

• Current Photovoltaic Research
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• 제8권3호
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• pp.67-78
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• 2020

A novel energy production system which has fascinated a wide consideration because of its several benefits that are called floating photovoltaic technology (FPVT). The FPVT system that helps to minimize the evaporation of water as well as an increase in energy production. For the research purposes, both electrical and mechanical structure requires studying of these systems for the development of FPVT power plants. From different points of views, numerous researches have been directed on FPVT systems that have evaluated these systems. The present research article give a logical investigation and up to date review that shows the different features and components of FPVT systems as an energy production system is offered. This articles reviewing the FPVT that gets the attention of the scientists who have the investigational stage and involuntary inspection of FPVT systems in addition to influence of implementing these systems on the water surface. Also, a comprehensive comparison has been constructed that shows the cons and pros of various types of solar systems that could be installed in various locations. In this review, it has been found that solar energy on the roof of a dwelling house generally has a power of 5 to 20 kW, while the inhabitants of commercial buildings generally have a power of 100 kW or more. The average power capacity of a floating solar panel is 11% more of the average capacity of a solar panel installed on the ground. Studies show that 40% of the water in open reservoirs is lost through evaporation. By covering only 30% of the water surface, evaporation can be reduced by 49%. The global solar panel market exceeds 100 GW and the capacity of 104 GW will bring the annual growth rate to 6%. In 2018, the world's total photovoltaic capacity reached 512 GW, an increase of 27% compared to the total capacity and about 55% of the renewable resources newly created that come from photovoltaic systems. It has been also predicted by this review that in 2025 the Solar technology including the FPVT system will increase by 7.38% that is 485.4 GW more of today installed power worldwide.

• 한국조경학회지
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• 제51권2호
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• pp.131-142
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• 2023

탄소배출을 감축하기 위한 태양광발전시설은 산림, 농지, 도시, 수상 등에 우후죽순처럼 설치되고 있다. 그러나 태양광발전시설의 설치 이후 관찰자에게 미치는 시각적 선호도 및 심리적 영향에 관한 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 한국 최대 규모의 수상 태양광발전시설 합천댐을 대상으로 근경, 중경, 원경의 시(視)거리에 따라 촬영을 실시하였다. 획득한 이미지를 포토샵을 통해 수상 태양광발전시설을 유무에 대해 비교하여 총 50명 연구 대상자의 뇌파(EEG) 및 설문지 분석을 통해 수상 태양광발전시설 설치 전후의 심리적 변화 및 시각적 선호도를 분석하였다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 수상 태양광발전시설의 설치에 따라 연구 대상자의 심리적 변화 및 시각적 선호도에 소극적인 영향을 끼치고 있다. 둘째, 수상 태양광발전시설의 설치에 따른 심리적 변화는 연구대상자의 국적/성별/전공과는 상관없이 거의 모든 연구대상자들에게 영향을 끼치는 것으로 판단되었다. 셋째, 수상 태양광발전시설의 설치에 따른 시각적 선호도는 낮으며, 이는 수상 태양광발전시설로 인해 경관의 '친근성' 및 '자연성'에 부정적 영향을 주는 것을 알 수 있다. 또한 이런 시각적 선호도의 변화는 연구대상자의 성별/전공에 따른 차이가 있는 것으로 나타났다. 넷째, 시(視)거리에 따른 수상 태양광발전시설이 관찰자에게 끼치는 심리적 변화 및 시각적 선호도는 근경이 중경과 원경보다 높은 영향을 미치는 것으로 나타났다.