• 풍력에너지저널
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• 제14권3호
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• pp.5-13
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• 2023

Floating LiDAR systems (FLSs) are used in many countries because they are easier to install than stationary weather towers, have low maintenance costs, and can be installed in deep sea areas. However, FLSs are rarely used in Korea due to a lack of clear evaluation criteria to verify the reliability and uncertainty of their measurements. This study is the first to verify the reliability of FLSs in Korea with one-year simultaneous observation of six lidar systems - two fixed and four floating systems - in sea areas of Gunsan and Yeonggwang. The reliability of FLSs measurement data was verified by comparison between fixed and floating systems. Moreover, differences between existing wind resource maps and the data observed from the six points were analyzed and wind resource maps were calibrated. The results show a return rate of more than 95 % of the observed data and strong correlations between fixed and floating systems (average R2 of 0.977). Additionally, errors in wind speed predictions to produce a wind resource map could be significantly reduced from 5.7 % to 0.6 % after calibrations with the observation data.

• 전기학회논문지
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• 제64권12호
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• pp.1718-1723
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• 2015

The diameter of the rotor of 2MW wind turbine is being developed by a number of companies with more than 80m, reliability and economic efficiency of the wind power generator has been improved. The need for large-scale wind turbine with excellent economy has been attracting attention because the new orders and the location of the wind turbine market has reached a limit. Technology development for enlargement of wind turbine is possible not only the improvement of energy efficiency but also reduce the construction costs per unit capacity. However, mechanical gearboxes used in wind generators have problems of wear, damage, need for lubrication oil and maintenance. Therefore, we want to configure the gearbox of a large-scale wind turbine using a magnetic gear in order to solve these problems of mechanical gearbox.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.47-52
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• 2021

최근 국제적으로 신재생 에너지 개발이 활발함에 따라 풍력발전의 비중이 확대되고 있다. 특히 고품질의 풍력자원을 이용하고 소음 피해를 최소화하기 위하여 해안에서 멀리 떨어진 해역에 대규모 풍력단지가 조성되는 추세이다. 해상에 풍력단지가 건설됨에 따라 영해나 영공 감시를 위한 레이더에 간섭을 일으키는 문제 이외에도 해상에서 육상으로 송신하는 조난통신을 간섭하는 지에 대한 분석이 필요하다. 이를 위해서 본 연구에서는 선박에서 MF 또는 HF 대역의 전자파를 송신할 경우, 선박과 육상 기지국 사이에 위치한 해상풍력 발전단지가 송신된 전자파에 대한 간섭 여부를 분석하였다. 이를 위해 대상지역을 수치지형도와 풍력발전기 CAD모델을 활용하여 주변 환경 및 해상풍력 발전단지를 전자기학적으로 모델링하였다. 파장에 비해 광범위한 지역에 대한 전파 분석이므로 고주파 분석기법이 타당하나, 적용할 고주파 분석기법을 주변해역과 지형을 간략화하여 저주파 분석기법으로 먼저 검증하였다. 해상풍력 발전단지 부근에서 송신한 신호에 대해 육상기지국에서 수신한 전력을 분석한 결과, 발전단지가 설치되더라도 거의 동일한 수준으로 전파를 수신할 수 있었다. 이는 풍력발전기가 대형 구조물이기는 하나 타워의 직경은 수 미터에 불과하므로 지향성이 없고 파장이 긴 MF 및 HF 대역에 대해서는 큰 장애물로 작용하지 않기 때문으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권3호
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• pp.135-142
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• 2015

부유식 해양구조물은 설계수명 동안 조우할 수 있는 가장 극심한 환경하중을 고려하여 설계되어야 한다. 본 연구의 해석 대상인 부유식 파력-해상풍력 복합 발전시스템에 가장 큰 영향을 미치는 환경하중은 파랑하중이다. 파랑하중의 주요 매개변수는 파장, 파고, 파향이며, 이들의 조합에 따라 구조물의 거동특성에 미치는 영향은 판이하다. 이에 따라, 대상 해역이 가지는 파랑의 특성과 구조물이 가지는 응답 특성을 기반으로 극한 응답을 주는 파랑인자를 탐색하는 과정이 필요하다. 즉, 환경조건 범위에서 발생할 수 있는 모든 파랑조건을 탐색하여 최대 응답을 발생시키는 등가설계파를 추출해야 한다. 이는 특정 하중의 최대 설계 응답과 동일한 응답 수준을 주는 규칙파를 탐색하는 일련의 과정을 통해 계산 가능하다. 본 연구에서는 부유식 파력-해상풍력 복합 발전시스템에 작용하는 특정 하중 인자에 대해 등가설계파를 산정하였으며, 전체구조해석에 활용하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제31권8호
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• pp.1020-1027
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• 2007

As a national enterprise has been expanded over and over, the worldwide energy consumption has been growing necessarily. Moreover, as recently energy spendings are on the increase in countries such as BRICs, it has resulted that a rise in the price of both oil and mineral resources and instability between supply and demand become serious issue in the world resources market. The recent high price of oil and mineral resources have a deep influence on economy and threaten energy security and even national prosperity of Korea. In addition to these, exhaustion of fossil fuels and the enhanced greenhouse effect which results from gases emitted as a result of fossil fuels has been in serious questions which occur a great deal of effort to secure clean energy resources all around the world. As it is considerably possible for Korea that the Kyoto protocol may come into effect on and after 2013, it is essential to require the technological development to promote energy efficiency as well as to develope safe and renewable energy resources. The wind energy technology which converts kinetic energy into electrical energy has been in the focus of the world's attention. In this study, two-dimensional numerical analyses were conducted to observe subsidence aspects of the sea bottom on differently applied loads and various ground conditions.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.33-47
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• 2024

해상풍력 구조물은 파랑, 바람, 조류 등에 의한 반복수평하중에 장기적으로 노출되기 때문에 기초구조물 설계 시 이에 대한 고려가 필수적이다. 모노파일(monopile)은 일반적으로 육상에서 사용하는 말뚝에 비해 직경이 큰 중공형 강관으로 설계법이 잘 정립되어 있으며 시공이 비교적 단순하고, 안정적으로 풍력 구조물을 지지할 수 있는 장점이 있어 전 세계적으로 널리 활용되고 있다. 해상풍력 모노파일의 횡방향 정적하중에 대한 거동 평가는 American Petroleum Institute(API)에서 제안하는 p-y 곡선법을 활용하는데, 해상풍력과 같이 반복수평하중에 장기간 노출되는 경우 대구경 모노파일에 대한 p-y 곡선법의 적용성을 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 국내 서남해안 지역의 대표지반 중 하나인 느슨한 실트질 모래지반에서 양방향(two-way) 반복수평하중을 받는 모노파일의 거동을 원심모형실험을 통해 평가하였다. 그 결과, 모노파일의 거동은 반복하중 크기, 반복하중 횟수, 반복하중의 방향에 따라 달라지는 것을 확인하였다. 또한, API에서 제시하는 p-y 곡선법이 대구경 모노파일의 양방향 반복수평하중에 대한 거동을 과대평가하고 있음을 확인하였다.

• 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.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제36권1호
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• pp.63-73
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• 2016

How effectively a wind farm captures high market prices can greatly influence a wind farm's viability. This research identifies and creates an understanding of the effects that result in various capture prices (average revenue earned per unit of generation) that can be seen among different wind farms, in the current and future competitive SMP (System Marginal Price) market in South Korea. Through the use of a neural network to simulate changes in SMP caused by increased renewables, based on the Korea Institute of Energy Research's extensive wind resource database for South Korea, the variances in current and future capture prices are modelled and analyzed for both onshore and offshore wind power generation. Simulation results shows a spread in capture price of 5.5% for the year 2035 that depends on both a locations wind characteristics and the generations' correlation with other wind power generation. Wind characteristics include the generations' correlation with SMP price, diurnal profile shape, and capacity factor. The wind revenue cannibalization effect reduces the capture price obtained by wind power generation that is located close to a substantial amount of other wind power generation. In onshore locations wind characteristics can differ significantly/ Hence it is recommended that possible wind development sites have suitable diurnal profiles that effectively capture high SMP prices. Also, as increasing wind power capacity becomes installed in South Korea, it is recommended that wind power generation be located in regions far from the expected wind power generation 'hotspots' in the future. Hence, a suitable site along the east mountain ridges of South Korea is predicted to be extremely effective in attaining high SMP capture prices. Attention to these factors will increase the revenues obtained by wind power generation in a competitive electricity market.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.3-8
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• 2009

화석연료 사용으로 인한 환경오염 및 에너지원가 상승이 큰 문제로 대두되고 있는 현재의 상황을 타개하기 위한 하나의 방안으로 신재생에너지에 대한 관심이 고조되고 있다. 특히 서해안에 위치하고 있는 새만금 지역은 광활한 면적과 서북서풍이라는 큰 장점을 가지고 있어 풍력발전의 적지로 예상되고 있다. 본 연구는 이러한 예상을 뒷받침해줄 수 있는 풍력자원을 조사한 것으로 군산 해상지역의 평균풍속은5~7m/s 정도이며, 도서지방을 연계하는 해상풍력발전 단지의 최적지로 손색이 없음을 밝혔다. 또한, 풍력자원의 출현밀도를 판별하는 Weibull의 분포한수를 이용하여 계산하고, 형상계수를 매개변수로 하여 풍속밀도계산을 한 결과, 군산지방의 풍속출현을 예상할 수 있었다. 또한 이를 원격감시를 통해 계측 제어함으로써 편리함과 동시에 안정성 면에서도 큰 성과를 이룰 수 있다.

• 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.