• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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• pp.614-622
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• 2011

In this study, the computational structural dynamic modeling of floating offshore wind turbine system is presented using efficient equivalent modeling technique. Structural dynamic behaviors of the offshore floating platform with 5MW wind turbine system have been analyzed using computational multi-body dynamics based on the finite element method. The considered platform configuration of the present offshore wind turbine model is the typical spar-buoy type. Equivalent stiffness and damping properties of the floating platform were extracted from the results of the baseline model. Dynamic responses for the floating wind turbine models are presented and compared to investigate its structural dynamic characteristics. It is important shown that the results of the present equivalent modeling technique show good and reasonable agreements with those by the fully coupled analysis considering complex floating body dynamics.

• 융합정보논문지
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• 제12권2호
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• pp.142-148
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• 2022

본 논문은 풍력발전기용 요 감속기를 경량화하여 유한요소해석과 위험속도해석을 통해 안정성검증을 하였다. 제품의 경량화는 엔진의 효율을 높일 수 있으며, 부품의 소재를 절약하여 경제적 이득을 취할 수 있다. IEC 61400-1에서 제시한 풍력발전기 부품의 안전율 1.3이상을 목표로 풍력발전기용 요 감속기를 경량화하였다. 위상 최적화를 수행한 캐리어를 유한요소해석을 수행하여 안전율을 나타냈고, 하우징과 최적화한 캐리어를 MASTA11을 활용하여 작성한 풍력발전용 요 감속기 기어트레인 모델과 부분구조합성법으로 연결하여 고유 모드와 고유진 동수를 파악하여 질량불평형과 치통과 주파수에 대하여 위험속도해석을 수행하였고, 캠벨 선도(Campbell Diagram)를 작성하여 안정성 검증을 하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.22-31
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• 2008

In this study, computer applied engineering (CAE) techniques are fully used to conduct structural and dynamic analyses of a huge composite rotor blade. Computational fluid dynamics is used to predict aerodynamic load of the rotating wind-turbine blade model. Static and dynamic structural analyses are conducted based on finite element method for composite laminates and multi-body dynamic simulation tools. Various numerical results for aerodynamic load, static stress, buckling and dynamic analyses are presented and characteristics of structural behaviors are investigated herein.

• 한국항해항만학회지
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• 제40권3호
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• pp.159-164
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• 2016

본 연구는 해상풍력발전기에 추가적인 통신전용선로를 확보하지 않고도 자체 전력선을 이용하여 나셀의 상태를 감시할 수 있는 시스템을 구현하는 것을 목표로 한다. MW 급 해상풍력발전기의 내부 전력선을 훼손하지 않고도 통신선로를 확보하기 위하여 유도성 결합기 기반 비접촉식 무배선 통신시스템을 제안하고 성능시험 결과를 보고한다. 페라이트 복합물질을 이용하여 최대 500 A의 고 전류에도 동작할 수 있는 전력선 통신용 유도성 결합기를 개발하였으며 제주도 풍력단지에서 실증시험을 진행하였다. iperf를 이용한 통신성능시험에서 풍력발전기 나셀부와 하단 기저부의 전력변환기간 100 m 길이의 전력선으로 최소 15 Mbps 이상의 통신 속도를 안정적으로 확보할 수 있음을 보였다. 이를 바탕으로 1 주일간의 연속적인 통신상태 시험을 수행하였으며 평균 20 Mbps의 데이터 전송률을 확인하였다. 시험기간 동안 단한번의 통신 불량도 발생하지 않았다. 다음으로 나셀 내부 온도 분포와 변화를 측정하기 위하여 적외선 카메라를 설치하였다. 카메라에서 획득한 실시간 열화상 이미지가 오류 없이 성공적으로 전송됨을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.520-523
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• 2005

국내에서 대체에너지 공급 비율을 보면 청정에너지로 분류할 수 있는 태양열에너지, 태양 광 에너지, 풍력에너지를 모두 합하여 대체에너지의 $10\%$이하이며, 대체에너지 비율의 $90\%$ 이상을 폐기물로부터 얻은 에너지가 차지하고 있는 실정이다. 신재생에너지원에는 여러 종류가 있지만 해양에너지원에 대해 대상을 설정하고 이에 대한 부존량을 살펴보면 진도 주변의 해역에서 조류발전 부존량이 약 362만 kW가 되며, 시화호와 새만금 등지에서의 조력발전 부존량이 650만 kW, 동해안 후포 연안을 비롯한 파력발전 부존량이 20만kW가 되는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 해양에너지를 실용화하기 위한 연구가 국내외에서 연구되고 있다. 본 논문은 권선형유도발전기를 갖는 조류발전 시스템을 대상으로 연구한 결과로 권선형유도발전기를 제어하기 위한 전력변환장치 개발과 관련한 내용이다. 신재생에너지원이 발전 단가 측면에서 경제성을 갖기 위해서 발전기 용량은 5MW 급까지 대용량화되어 있는 단계이지만 국내에서는 아직 MW급 이상이 되는 권선형 유도발전기와 권선형 유도발전기를 제어하는 전력변환장치에 대한 연구 실적이 없는 상황이다 이에 본 논문에서는 1MW급의 권선형유도발전기에 대한 개발 사례를 소개하면서 유효전력제어, 역률제어, 계통연계방법, 그리고 운전 속도에 따라 변동되는 회전자측에서의 피상전력 특성 등을 제시하고자 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권2호
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• pp.394-401
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• 2021

신재생에너지 신규설비 보급이 매년 꾸준히 증가하고 있으며, 그중 개발 확장성이 풍부하고 생산유발계수가 큰 해상풍력 시장이 급성장하고 있다. 특히 서남해 권역은 최고 수준의 해상풍력 잠재량을 보유하고 있으며, 관련 프로젝트들이 추진 중이다. 본 연구는 점토층 지반에 효과적인 해상풍력 하부구조물의 개발에 있어 EUROCODE에 의한 구조물의 설계 절차를 제시하고 구조 안전성을 고찰하여 관련 기술 분야에 이바지함을 목표로 한다. 선행연구에서는 풍력발전기 용량이 5MW급을 주요 대상으로 하였으나, 서남해 해상풍력발전기 시장의 기술 추세에 부합하는 발전 용량 8MW급을 연구 모델로 선정하였다. 이에 본 연구에서는 서남해 지질 조건에 부합하는 하부구조물을 개발하고, 구조 안전성을 유한요소법을 활용하여 검증하였다. 초기 설계안에서 일부 구간을 보강하여 구조 안전성을 확보하였다. 본 연구 결과를 기반으로 하여, 향후 다양한 형태의 하부구조물에 대한 구조 안전성 평가가 가능하며, 전문화된 구조 설계 및 평가 기준을 확립하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.935-944
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• 2015

본 논문에서는 가변속 풍력발전시스템의 동적 모델링과 운전제어 시뮬레이션을 수행하였다. 풍속모델, 풍력터빈과 PMSG 모델, MPPT 및 피치 운전제어 모델 등을 구현하였다. 그리고 상용화된 5MW급 풍력터빈 데이터들을 참고하여 실제적인 시스템과 유사한 출력계수 및 가상 운전 조건으로 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과 정격속도 12[m/s]까지 최대출력계수를 유지하면서 최대전력추종을 확인하였다. 또한 12[m/s]이상의 고속 풍속에서는 동적으로 피치 각도를 제어하면서, 정격상태의 안정적인 출력을 유지하였다.

• 풍력에너지저널
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• 제2권1호
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• pp.90-96
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• 2011

The purpose of this paper is to describe the control system for optimal performance of 2MW gearless PMSG wind turbine system, and to afford some techniques of the algorithm selection and design optimization of the wind turbine control system through analysis of load calculation and control characteristic. Wind turbine control system is composed of the main control system and remote control and monitoring system. The main control system is industrial PC based controller, and the remote control and monitoring system is a server based computer system. The main control system has a supervisory control of the wind turbine with operation procedures and power-speed control through the torque control by pitch angle. There are some applications to optimize the wind turbine system at the starting mode with increasing of rotor speed, and cut-in operating mode to prevent trundling cut-in and cut-out, a gain scheduling of pitch PID controller, torque scheduling and limitation of generation power by temperature limitation or remote command by remote control and monitoring system. Also, the server operation program of the remote control and monitoring system and the design of graphical display are described in this paper.

• 풍력에너지저널
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• 제15권1호
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• pp.43-49
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• 2024

This study performed a response analysis according to the transmission error of the yaw drive. To perform the response analysis, the excitation source of the transmission error was modeled and the outer ring of the first stage bearing and the outer ring of the output shaft bearing were used as measurement positions. The response results were analyzed based on the vibration tolerance values of AGMA 6000-B96. As a result of the response of the first stage bearing outer ring, the maximum displacement of the first stage planetary gear system was 5.59 and the maximum displacement of the second to fourth stage planetary gear systems was 4.21 ㎛ , 3.13 ㎛ , and 25.6 ㎛ . In the case of the output shaft bearing outer ring, the maximum displacement of the first stage planetary gear system was 1.73 ㎛, and the maximum displacement of the second to fourth stage planetary gear system was 1.94 ㎛, 0.73 ㎛, and 2.03 ㎛. According to AGMA 6000-B96, the vibration tolerance of first stage is 17.5 ㎛, and the vibration tolerance of the second to fourth stages is 58 ㎛, 80 ㎛, and 375 ㎛, which shows that the vibration tolerance is satisfied and it is safe.

• Composites Research
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• 제29권6호
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• pp.369-374
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• 2016

본 연구에서는 굽힘-비틀림 커플링(bend-twist coupled, BTC) 설계개념을 적용한 10 MW급 복합재 풍력 블레이드의 구조 최적 설계를 수행하였다. BTC 설계개념은 동적 하중 상황에서 블레이드의 굽힘과 비틀림 거동 사이의 연동을 유도하여, 단면 받음각 변화에 의한 수동적인 적응 하중저감이 가능하다. 인자연구를 통해 최적의 BTC 설계인자를 추출하여 블레이드 구조설계에 적용하였다. BTC 개념이 동적 하중 감소에 미치는 영향을 가늠하기 위해 블레이드 루트 부에서의 피로등가하중을 계산한 결과, BTC 개념이 적용된 블레이드를 적용한 경우 피로등가하중이 2-3% 정도 감소하는 것을 확인할 수 있었다. BTC 효과를 시험적으로 검증하기 위해 1:29 비율의 블레이드 stiffener 축소모델을 제작하였으며, 정하중 시험을 통해 처짐 거동 시 끝단에서의 비틀림을 측정하였다.