• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권2호
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• pp.112-117
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• 2007

본 연구는 수산 폐기물, 폐어망 등 해양 유기성 폐기물을 유류와 같은 대체 에너지 자원으로 개발하기 위한 기초 연구로 수행되었다. 현재까지 폐플라스틱이나 폐타이어와 같은 석유공업을 기반으로 한 유기성 폐기물을 유류자원화 하여 대체연료로 사용하는 연구가 활발하고 상용화된 사례들은 많다. 그러나 주위에 쉽게 버려지는 음식물 쓰레기, 유기성 폐기물을 이용해 대체자원을 개발하는 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 동물성 유기 폐기물을 사용하여 고온고압 하에서 열분해를 이용해 오일을 얻었고, 오일의 성분과 특성을 조사하여 대체자원으로의 가능성을 평가하였다. $250^{\circ}C$, 40 atm에서 열분해한 바이오오일은 점도가 높아 불순물을 제거에 어려움이 있었고, 발열량이 중유(重油)보다 다소 낮았으며, 연료로 사용하기에는 부적합한 다양한 종류의 가스 생성물을 얻었다. 하지만 기존의 열분해 방법들이 $500^{\circ}C$ 이상의 고온에서 반응시키는 것과 달리 대상물질 자체의 수분을 이용해 증기압으로 가압하기 때문에 $250{\pm}5^{\circ}C$의 낮은 온도에서도 열분해 할 수 있었다. 그러나 바이오오일의 점도가 높아 액상연료로 사용하기에는 미흡하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1030-1035
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• 2012

본 연구에서는 OTEC에 적용가능한 구심터빈을 대상으로 암모니아를 적용하여 8kW급 구심터빈의 설계 및 CFD 해석을 수행하였다. 구심터빈은 스크롤 케이싱, 18개의 베인노즐, 13개의 로터 블레이드로 구성된다. 질량유량과 입구온도는 0.5kg/s와 $25^{\circ}C$이며, 가변회전수 12,000~36,000 rpm 범위내에서 9가지 조건에 대해 해석을 수행하였다. 회전수 변화에 따른 해석결과, 설계회전수 24,000 rpm에서 최대효율점을 보였으며, 이때 최고효율은 88.66 %, 출력은 8.52kW이다. 향후, 팽창비가 1.4~1.5 정도의 범위를 갖도록 최적설계 과정을 통한 연구가 필요하다. 본 연구를 통해 분석된 해석결과는 다양한 작동유체 조건에서 목표출력에 해당하는 구심터빈의 최적 설계파라미터 구성을 위한 설계자료로 유용하게 활용될 것으로 기대한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권3호
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• pp.207-214
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• 2015

해양온도차발전용 터빈의 효율과 크기를 파악하기 위해 R134a를 작동유체로 하고 출력 5 kW인 반경류형 터빈의 설계가 수행되었다. 터빈입구온도 $25^{\circ}C$, 출구 정압 4.9 bar, 질량유량 1.16 kg/s 로 설정하고 평균유동해석을 수행하여 터빈의 회전수와 주요 치수를 결정하였다. 이들을 바탕으로, 3 차원 터빈 모델을 구축하였으며, 도출된 터빈회전수 12,820 rpm에 대하여 전산유체역학(CFD) 소프트웨어 ANSYS CFX를 이용하여 볼류트와 노즐을 포함하는 터빈 내부 유동장 특성과 효율이 조사되었다. 80%이상의 터빈 효율이 적정 범위 내의 노즐 안내깃 수(10-15 개)에서 제시되었으며, 가장 높은 터빈 효율은 15 개의 안내 깃에서 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1151-1157
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• 2012

OTEC기술은 신재생에너지 기술 중의 하나로 따듯한 표층수와 차가운 심층수의 온도차를 이용하여 전력을 생산하는 기술이다. 작동유체의 선정과 OTEC 사이클의 상태에 따라 에너지효율과 환경적인 측면에 많은 영향을 준다. OTEC의 작동유체로는 ammonia, R22, R407C, R410A가 있다. 본 논문에서는 OTEC 시스템의 최적화를 위해 $25^{\circ}C$에서의 증발압력를 비교하였다. 또한 밀폐사이클과 재생사이클에서의 작동유체에 따른 출력과 효율에 대하여 연구하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.276-284
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• 2014

본 연구의 목적은 ORC(Organic Rankine Cycle) 반경류터빈의 설계기법을 확립하는 것이다. 이를 위하여 반경류터빈의 예비설계프로그램인 RTDM(Radial Turbine Design Modeler) Ver.2.1를 개발하였다. RTDM Ver.2.1의 정확성을 검증하기 위해 R32를 이용한 200kW급 OTEC(Ocean Thermal Energy Conversion)용 반경류터빈을 설계하였고 이에 대해 CFD(Computational Fluid Dynamics) 수치해석을 수행하였다. 그 결과 RTDM Ver.2.1의 정확성은 설계한 반경류터빈의 전엔탈피 강하를 기준하여 약 94.6%로 나타났다. 본 연구에서는 반경류터빈의 설계요구조건인 출력조건과 로터출구조건을 충족시키기 위해 질량유량조정 방법을 도입하였다. 이에 따라 RTDM Ver.2.1을 이용하여 설계한 200kW급 OTEC용 반경류터빈의 질량유량은 21.2kg/s이며 이 때 Total to Total과 Total to Static 효율은 각각 89.8%, 85.3%이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.836-842
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• 2013

본 연구에서는 고효율 20 kW급 해양온도차 발전사이클을 새롭게 제안하고, 발전사이클의 성능이 최대가 되는 작동유체를 선정하기 위해서 단일냉매 15종과 혼합냉매 16종을 적용하여 발전사이클의 성능을 비교 분석하였다. 시스템 효율, 필요 냉매순환량, 그리고 TPP와 같은 인자를 사용하여 발전사이클의 특성을 분석하였다. 우선, 발전사이클의 효율 측면에서는 R32/R152a(87:13)이 가장 높으며, 필요 냉매 순환량은 R717이 가장 낮다. 그리고 논문에서 새롭게 제시한 TPP의 분석 결과에서는 R32/R134a 70:30이 가장 적합한 냉매로 나타났다. 이상의 결과로부터, 각각의 분석인자에 적합한 냉매는 그 목적에 따라서 다르다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이러한 분석인자에 맞는 냉매의 선정이 필요하다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.37-44
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• 2007

For the past few years, the concern for clean energy has been greatly increased. Ocean Thermal Energy Conversion(OTEC) power plants are studied as a viable option for the supply of clean energy. In this paper, the thermodynamic performance of OTEC cycle was examined. Computer simulation programs were developed under the same condition and various working fluids for closed Rankine cycle, regeneration cycle, Kalina cycle, open cycle and hybrid cycle. The results show that the regeneration cycle using R125 showed a 0.17 to 1.56% increase in energy efficiency, and simple Rankine cycle can generate electricity when the difference in warm and cold sea water inlet temperatures are greater than $15^{\circ}C$. Also, the cycle efficiency of OTEC power plant using the condenser effluent from nuclear power plant instead of the surface water increased about 2%.

• 한국지리정보학회지
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• 제1권2호
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• pp.44-55
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• 1998

한반도 연근해는 지리적으로 온대해역에 속하나, 동해는 두개의 서로 다른 해류계와 연중 $1^{\circ}C$ 이하의 독특한 동해 고유수가 존재하고 있어, 최근 새로운 에너지 자원으로 주목받으며 적도해역에서 실용화되고 있는 해양온도차발전의 가능성을 본 연구를 통해 한국 연근해역에서 찾고자 하였다. 국립수산진흥원에서 정기 관측하고 있는 정선해양관측자료 중 1966~1995년간 평균 수온자료를 이용하여 계절별, 위도별로 표층과 50, 100, 150, 200, 250, 300, 400 그리고 500m 간 수온차가 $15^{\circ}C$ 및 $20^{\circ}C$ 이상으로 분포하는 해역을 파악하였다. 본 연구 결과에 의하면 $20^{\circ}C$ 이상의 수온차를 이용한 경제성있는 해양 온도차발전소의 최적지는 포항 연근해이며, 운용 유용기간은 8월~10월에 걸쳐 가능한 것으로 나타났다. 또한 $15^{\circ}C$ 이상 수온차 조건을 기준으로 볼 때 해양온도차 발전 가능해역은 포항을 포함한 대부분 동해 연근해역에서 6월부터 12월까지가 적합한 것으로 나타났다. 따라서 이들 대상지역들에 대하여 최근 첨단공간분석도구로 각광받고 있는 GIS(Geographic Information Systems)을 도입하여 온도차발전소 입지를 위한 최적지를 선정하고자 GIS 탐색 1차 요건을 제시한다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제30권3호
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• pp.124-130
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• 2010

Ocean Thermal Energy Conversion(OTEC) power plants have been examined as a viable option for supplying clean energy. This paper evaluated the thermodynamic performance of the OTEC Power system for the production of electric power and desalinated water. The results show that newly developed fluids such as R32, R125, R143a, and R410A that do not cause stratospheric ozone layer depletion perform as well as R22 and ammonia. Overall cycle efficiency of open cycle is the lowest value of 3.01% because about 10% of the gross power is used for pumping out non-condensable gas. Also, the hybrid cycle is an attempt to combine the best features and avoid the worst features of the open and closed cycles. The overall cycle efficiency of hybrid cycle is 3.44% and the amount of desalinated water is 0.0619 kg/s.

• 설비공학논문집
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• 제24권7호
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• pp.591-597
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• 2012

For the past few years, the concern for clean energy has been greatly increased. Ocean thermal Energy Conversion(OTEC) power plants are studied as a viable option for the supply of clean energy. In this study, we examined the thermodynamic performance of the OTEC power system for the production of electric power. Computer simulation programs were developed under the same condition and various working fluids for closed Rankine cycle, regenerative cycle, Kalina cycle, open cycle, and hybrid cycle. The results show that the regenerative cycle showed the best system efficiency. And then we examined the thermodynamic performance of regenerative cycle OTEC power system using the condenser effluent from Uljin nuclear power plant instead of the surface water. The highest system efficiency of the condition was 4.55% and the highest net power was 181 MW.