• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.347-355
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• 2013

A damage estimation method for monopile support structure of offshore wind turbine using modal properties and committee of neural networks is presented for effective structural health monitoring. An analytical model for a monopile support structure is established, and the natural frequencies, mode shapes, and mode shape slopes for the support structure are calculated considering soil condition and added mass. The input to the neural networks consists of the modal properties and the output is composed of the stiffness indices of the support structure. Multiple neural networks are constructed and each individual network is trained independently with different initial synaptic weights. Then, the estimated stiffness indices from different neural networks are averaged. Ten damage cases are estimated using the proposed method, and the identified damage locations and severities agree reasonably well with the exact values. The accuracy of the estimation can be improved by applying the committee of neural networks which is a statistical approach averaging the damage indices in the functional space.

• 동력기계공학회지
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• 제14권5호
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• pp.17-23
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• 2010

In recent, the capacity of a commercial wind power has reached the range of 6 MW, with large plants being built world-wide on land and offshore. The rotor blades and the nacelle are exposed to external loads. Wind power system concepts are reviewed, and loadings by wind and gravity as important factors for the mechanical performance of the materials are considered. So, the mechanical properties of fiber composite materials are discussed. Plain woven fabrics Carbon Fiber Reinforced Plastics (CFRP) are advanced materials which combine the characteristics of the light weight, high stiffness, strength and chemical stability. However, Plain woven CFRP composite have a lot of problems, especially delamination, compared with common materials. Therefore, the aim of this work is to estimate the mechanical properties using the tensile specimen and to evaluate strain using the CNF specimen on plain woven CFRP composites. For the strain, we tried to apply to plain woven CFRP using Digital Image Correlation (DIC) method and strain gauge. DIC method can evaluate a strain change so it can predict a location of fracture.

• 풍력에너지저널
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• 제9권4호
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• pp.40-46
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• 2018

In this study, a three-dimensional Navier-Stokes simulation around Wido Island was performed to analyze the wake effect behind an island. A 10 m/s wind speed and pressure boundary conditions were assigned for the inflow and outflow boundary conditions, respectively. Wido Island was modeled using GIS data. A prevailing wind from the north-northwest direction was determined based on QuikSCAT satellite data. A computational domain of $40km{\times}20km{\times}5km$ covering Wido Island was applied for numerical analysis. Sixty points were specified to extract the wind speed data. A wind speed profile inside the atmospheric boundary layer was compared with a wind profile using a simple power law. It turns out that the wake effect decreases the mean wind speed by 5% more or less, which corresponds to a 14% decrease in wind energy. Thus, the installation of a meteorological mast or development of a wind farm behind Wido Island is not highly recommended.

• 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.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.236-239
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• 2011

This paper introduces the design concepts and characteristics of WinDS3000$^{TM}$(TC IIa) which is a trade name of Doosan's 3MW offshore/onshore wind turbine. WinDS3000$^{TM}$(TC IIa) has been designed in consideration of high Reliability, Availability, Maintainability and Serviceability (RAMS) and low cost of electricity (CDE) for the TC IIa condition based on GL guideline. An integrated drive-train design with an innovative three-stage gearbox has been introduced to minimize nacelle weight of the wind turbine and to enhance a high reliability for transmission. A permanent magnet generator with full converter system has been introduced to get higher efficiency in partial load operation and grid-friendly system for both 50 Hz and 60 Hz. A pitch-regulated variable speed control system has been introduced to control wind turbine power while generator reaction torque can be adjusted almost instantaneously by the associated power electronics. The wind turbine has been also equipped with condition monitoring and diagnostic systems in order to meet maintainability requirements.

• 풍력에너지저널
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• 제14권4호
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• pp.87-97
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• 2023

Due to the limitations of onshore wind power, the wind power industry is currently transitioning to offshore wind power. There has been active research on the development of a floating LiDAR system (FLS) that is easy to install at a low cost. The Carbon Trust published a commercialization roadmap for FLS in 2013, and an updated version was released in 2018, taking into account industry experience. The roadmap divides the development maturity of FLS into three stages: Stage 1 (prototype), Stage 2 (pre-commercialization), and Stage 3 (commercialization), each of which requires availability and accuracy assessment. The results must meet the requirements of the Key Performance Index (KPI) for each stage. Therefore, when developing FLS, the motion compensation algorithm of the FLS is essential because the LiDAR can produce incorrect measurements of wind speed and direction due to the six degrees of freedom in motion. In this study, we implemented the FLS motion compensation algorithm developed by Nassif, F.B. et al. and validated it using data provided by Fraunhofer. In conclusion, the results showed that the determination coefficients of wind speed and wind direction were improved compared to those obtained from the met mast.

• 한국항해항만학회지
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• 제45권3호
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• pp.130-137
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• 2021

본 연구의 목적은 울산 부유식 해상풍력발전단지를 대상으로 서식지 등가성 분석법(Habitat Equivalency Analysis : HEA)을 적용한 가치평가를 통해 해당 해양공간 특성평가를 위한 객관적인 평가기준 제시에 있다. 울산 부유식 해상풍력발전단지 설립으로 인해 사용이 금지된 해역(5,017.6ha)에서는 상업적 피해, 생태계 파괴 등 여러 피해가 발생한다. 피해의 경제적 가치 규모 산정을 위한 대체 복원사업을 인공어초사업으로 선정하고 이를 HEA로 추정하였다. 추정 결과, 사회적 할인율 4.5%, 4년째부터 성숙도 100%를 기본 가정으로 한 경우 피해액은 약 457억원으로 나타났다. 본 연구에 사용된 HEA는 객관적이고 명확한 DATA를 기본으로 가치를 산정하기 때문에 해양공간 특성평가 시 발생할 수 있는 불합리성을 해결할 수 있을 것이다. 따라서, 본 연구의 결과는 향후, 해양공간계획의 시행에서 발생 가능한 이해관계자들 간의 갈등 해소에 도움이 될 것이다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제34권2호
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• pp.60-65
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• 2014

A meteorological(met) tower is the first structure installed during the planning stages of offshore wind farm. The purpose of this paper is to design the met tower with tripod bucket type support structure and to install the sensors. The support structure consist of a central steel shaft connected to three cylindrical steel suction buckets which is more cheaper than monopile or jacket type. And the remote wind condition sensors and marine monitoring equipment, including adcp, pressure type tide gauge, wave height sensors, and scour sensors, remote power supply are installed. The manufactured met tower constructed on sea area which is in front of Gasa island. All of functions of met tower showed normal operation conditions and the wind data got by remote data collection system successfully.

• 한국풍공학회지
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• 제22권4호
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• pp.163-169
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• 2018

본 연구에서는 운전 정지 상태로 회전하지 않는 수평축 해상 풍력터빈 로터에서 발생하는 풍하중을 풍속, 요 각도, 방위각, 피치 각도를 달리하면서 대기경계층 내에서 작동하는 조건으로 평가하였다. 하중 예측 결과의 검증을 위해 단순화 한 블레이드 형상에 대한 블레이드 요소이론과 단순 계산치를 이용하여 얻어낸 공력 하중을 상호 비교하였으며, 코드와 비틀림 각도가 블레이드 스팬 방향에 따라 변하는 NREL 5 MW급 대형풍력터빈 로터에 대해서는 NREL에서 개발한 FAST 해석 결과와 본 연구의 해석 결과를 비교함으로써 해석 결과의 정확도를 검증하였다. 로터의 하중은 허브 중심을 원점으로 하는 고정된 3축 좌표계에 대해서 힘과 모멘트로 표현되는 6분력 하중으로 나타내었다. 따라서 이 결과는 풍력터빈 시스템의 동적 거동 해석과 로터에서 발생되는 전도 모멘트를 견디기 위해 필요한 지지 구조물의 기초하중 자료로 적용할 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제19권2호
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• pp.74-82
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• 2015

최근 화석연료의 사용증가에 따라 대량으로 배출되는 이산화탄소는 지구 온난화 현상을 일으키는 온실가스 중 하나로 지정되어 국제협약을 통하여 온실가스의 배출을 저감하도록 규제하고 있다. 본 연구에서는 이산화탄소를 저감하는 방법 중의 하나로, 3세대 바이오매스 생산시스템인 해조류를 활용한, 지속가능한 신 개념의 FPSO로서 해상환경 바이오매스 생산시스템의 최적구조를 설계하였다. 이를 위해 격자로 구조물을 설치한 후 해조류의 주변에 LED 조명을 비추어 성장을 최대화 시키는 시스템을 구상하였다. 그리고 기존 해조류의 성장자료를 통하여 해조류의 성장 모델을 만든 후 풍력발전기와 LED 조명을 포함하는 바이오매스 생산시스템을 모델링하여 최적화 도구인 GAMS 프로그램을 이용하여 본 시스템이 환경적 관점뿐만 아니라 경제성 측면에서도 타당성을 가질 수 있는 최적구조를 설계하였다. 또한 기존의 해상환경 바이오매스 생산시스템과 비교하여 최적구조를 제안하였다.