• 한국해양공학회지
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• 제10권2호
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• pp.136-145
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• 1996

The theory is based on two thermodynamic equations for the air mass in the air column and bydrodynamic equation for the relation between the response of the air in the water column and the incident wave. The numerical model is experimented in a two dimensional water tank and the caisson model with sloped front wall is tested in the large towing tank.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제1권2호
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• pp.64-69
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• 2009

The two-dimensional unsteady flow around a vertical axis turbine for tidal stream energy conversion was investigated using a computational fluid dynamics tool solving the Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations. The geometry of the turbine blade section was NACA653-018 aiifoil. The computational analysis was done at several different angles of attack and the results were compared with the corresponding experimental data for validation and calibration. Simulations were then carried out for the two-dimensional cross section of a vertical axis turbine. The simulation results demonstrated the usefulness of the method for the typical unsteady flows around vertical axis turbines. The optimum turbine efficiency was achieved for carefully selected combinations of the number of blades and tip speed ratios.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권6호
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• pp.596-602
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• 2013

기존의 진동에너지 하베스터는 한 주파수에서의 공진현상을 이용하여 에너지를 얻기 때문에 고정된 단일 주파수를 갖는 진동에너지로부터 전기에너지를 변환하는데 최적이지만 다양한 주파수를 포함하고 있는 파도와 같은 상하진동 에너지원으로부터 전기에너지를 얻는 데에는 한계가 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 해결하기위해 파도가 갖는 무한한 상하진동 에너지로부터 전기에너지를 얻는 광대역 진동에너지 하베스터를 연구하였다. 광대역 진동에너지 하베스터는 부양체와 진동에너지 하베스터가 각각 파도에너지가 갖는 중심주파수에서 공진이 발생되도록 구성되어있다. 그 결과 기존 공진을 이용한 진동에너지 하베스터는 한 주파수에서만 진동에너지를 전기에너지로 변환할 때 효율을 극대화할 수 있는 반면, 제안한 방법은 다양한 주파수를 포함하고 있는 파도에너지로부터 전기에너지로 변환할 때도 효율을 극대화 할 수 있는 장점을 가진다.

• 신재생에너지
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• 제6권3호
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• pp.22-29
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• 2010

The concept of Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) is simple and various types of OTEC have been proposed and tried. However the location of OTEC is limited because OTEC requires $20^{\circ}C$ of temperature difference as a minimum, so most of OTEC plants were constructed and experimented in tropical oceans. To solve this we proposed the modified OTEC which uses condenser discharged thermal energy of existing fossil or nuclear power plants. We call this system CTEC (Condenser Thermal Energy Conversion) as this system directly uses $32^{\circ}C$ partially saturated steam in condenser instead of $20{\sim}25^{\circ}C$ surface sea water as heat source. Increased temperature difference can improve thermal efficiency of Rankine cycle, but CTEC should be located near existing plant condenser and the length of cold water pipe between CTEC and deep cold sea water also increase. So friction loss also increases. Calculated result shows the change of efficiency, pumping power, net power and other parameters of modeled 7.9 MW CTEC at given condition. The calculated efficiency of CTEC is little larger than that of typical OTEC as expected. By proper location and optimization, CTEC could be considered another competitive renewable energy system.

• 한국해양공학회지
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• 제20권1호
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• pp.20-25
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• 2006

This paper deals with the design and aerodynamic analysis of a so-called 'ring-type' impulse turbine for wave energy conversion. Numerical analysis was performed using the CFD cock, FLUENT. The main idea of the proposed turbine rotor was to minimize the adverse effect of tip clearance of the turbine blade; the design was borrowed from a ducted propeller with connected ring tip for special purpose marine vehicles. Results show that the efficiency increases up to $10\%$, depending on flaw coefficient, with the higher flaw coefficient yielding better efficiency. Decrease of input coefficient CA was the main reason for higher efficiency. Performance of ring-type rotor at various design parameters, as well as flaw conditions, was investigated, and the advantages and the disadvantages of the present impulse turbine were also discussed.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권6호
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• pp.476-483
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• 2016

해양온도차발전용 유기랭킨사이클은 해양의 표층수와 심층수사이의 온도차를 이용하여 발전하는 사이클이다. 작동유체는 유기랭킨사이클의 열역학적 성능에 있어 중요한 요소이다. 유기랭킨사이클의 열역학적 분석방법으로 핀치포인트분석이 있다. 본 연구는 열교환기내 핀치포인트온도차의 변화와 열원 및 열침의 출구온도의 변화에 따른 열역학적 성능분석을 수행하였다. 핀치포인트분석법에 따라 설계한 해양온도차발전용 단순랭킨사이클에 7종의 단일 작동유체를 적용하여 열역학적 성능을 분석하였다. 성능분석결과 열교환기에서 핀치포인트온도차와 열원 및 열침의 온도변화가 작을수록 사이클 총 비가역성 및 총 엑서지 파괴인자가 감소하였으며, 제2법칙 효율은 상승하였다. 또한 비가역성은 열역학적 변화가 발생한 곳에서 크게 변화하였다. RE245fa2는 선정한 작동유체 중에서 가장 우수한 열역학적 성능을 보여주었으며, 모든 작동유체의 성능은 유사하였다. 열교환기 및 작동유체 선정에 있어 열역학적 성능과 함께 다양한 요소들에 대해서도 엄밀한 이론적 근거가 필요하다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권1호
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• pp.9-18
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• 2012

우리나라의 연간 전력 소비량은 세계적으로 상위권에 속해 있으며, 전력을 생산하는 방법으로는 화력발전의 비중이 높아 $CO_2$의 배출량도 세계 10위이다. 이에 정부는 온실가스 감축을 위해 신재생에너지 기술 확보 및 실용화에 주안을 두고 있으며, 에너지 공급의 탈 화석화를 실현하기 위한 국가에너지기본계획을 수립하고 추진 중이다. 신재생 에너지의 하나인 해양심층수 열에너지의 자원화 기술은 저탄소 녹색성장을 위한 해양자원의 다각적 이용을 위한 핵심기술로서 자원 확보와 환경개선을 위해 국내 외에서 새롭게 주목을 받고 있다. 해양심층수 에너지의 해양온도차 발전과 냉난방 이용을 대상으로 다음과 같이 연구개발의 경제성 타당성을 분석하였다. 첫째, 1MW급 온도차발전 플랜트에서 해양심층수 및 발전소 온배수를 이용하여 전기를 생산할 경우 경제성은 미흡하나 연구개발을 통해 상용화 규모로 개발하면 전기의 생산 뿐 아니라 식수 및 탄소배출권 등을 고려할 때 경제성이 커질 수 있을 것으로 판단된다. 둘째, 1,000RT급을 대상으로 해양심층수의 냉난방 이용은 경제성은 양호한편이며 특히 탄소배출권을 고려한다면 충분한 경제성을 확보 가능하다. 이를 해양온도차 발전, 담수화, 농수산 이용 등과 연계하여 이용하면 경제적 파급효과가 커질 것으로 판단되어, 조기 실용화 및 보급 확산을 위한 연구개발이 필요하다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.170-170
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• 2010

The energy conversion from the temperature difference between hot and cold source like ocean thermal energy conversion (OTEC), requires a long and large-diameter pipe (about 1000 to 10,000 meters long) to reach the deep water. The pipe diameter ranges from 2.8 meter for proposed early test systems, to 5 meter for large, commercial power generation systems. The pipe must be designed to resist collapsing pressures produced by water temperature and density differences, and the reduced pressure required to induce flow up the pipe. Other design considerations include the external-drag effect on the pipe due to ocean currents, and the wave-induced motions of the platform to which the pipe is attached. Various approaches to the pipe construction have been proposed, including aluminum, steel, concrete, and fiberglass. More recently, a flexible pipe construction involving the use of fiberglass reinforced plastic has been proposed. This report presents the results of a scaled fixed cold water pipe (CWP) model test program performed by EES(Engineering Equation Solver) to demonstrate the feasibility of this pipe approach.

• 동력기계공학회지
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• 제20권1호
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• pp.11-17
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• 2016

In this study, the simulation for performance comparison between basic single stage organic rankine cycle, multi stage reheater cycle and multi stage reheater & recuperator cycle was carried out. The multi stage reheater cycle and multi stage reheater & recuperator cycle was designed to improve the efficiency for organic rankine cycle using heat source from industrial waste heat and heat sink from deep ocean water. R245fa was selected as a refrigerant for the cycle and system efficiencies were simulated by the variation of the heat sink temperature and the cycle classification. Performance characteristics were simulated by using the Aspen HYSYS. It was confirmed that the system efficiency was decreased by the increase of heat sink temperature. These results can be considered to be applied as geo-ocean thermal energy conversion in where plenty of geothermal or ocean thermal resource exist.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권9호
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• pp.881-889
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• 2015

해양온도차발전은 해양의 표층수와 심층수의 온도차를 이용하여 발전하는 유기랭킨사이클이다. 작동유체와 사이클 구성은 유기랭킨사이클의 열역학적 효율에 큰 영향을 미치는 요소이다. 본 연구에서는 작동유체와 사이클에 따른 해양온도차발전시스템의 성능분석을 수행하였다. 고전적인 단순 랭킨사이클과 단순 랭킨사이클의 대안으로 제시되고 있는 개방형 및 통합형 재생 랭킨사이클 그리고 칼리나 사이클이 본 연구에서 고려되었으며, 작동유체로는 9종의 단일냉매와 3종의 혼합냉매를 본 연구에 적용하였다. 사이클의 성능분석에는 핀치포인트온도차를 일정하게 유지하는 핀치포인트분석이 적용되었다. 성능분석결과를 살펴보면, 단순 랭킨사이클과 개방형 및 통합형 재생 랭킨사이클의 경우 RE245fa2를 작동유체로 사용하며, 칼리나 사이클의 경우 $NH_3/H_2O$의 질량비가 0.9:0.1일 때 열역학적 효율이 가장 높았다. 한편, 개방형 및 통합형 재생 랭킨사이클과 칼리나 사이클을 해양온도차발전시스템에 적용할 경우 단순 랭킨사이클과 비교하여 각각 약 2.0 %, 1.0%, 10.0%의 효율 향상을 기대할 수 있었다.