• 전기전자학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.399-407
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• 2021

본 논문에서는 계통망 사업자의 High Voltage Ride-Through(HVRT) 기능 요구조건을 만족하며, 정상상태에서의 손실을 최소화할 수 있는 Type 4 풍력발전기의 직류단 전압 설계 방법을 제안한다. 대용량 해상 풍력 발전에 사용되는 Type 4 풍력발전기는 전력 계통과 연계된 컨버터와 풍력 발전기와 연계된 컨버터가 직류단을 공유하는 Back-to-Back 컨버터 형태이다. Type 4 풍력발전기에서 HVRT 조건인 계통 고전압 사고가 발생한 경우 사고 전압 크기에 비해 직류단 전압이 부족하다면 과변조로 인해 계통측 컨버터의 전류 제어기가 원활하게 동작되지 못한다. 따라서 HVRT 기능을 만족하기 위해서는 고전압 사고의 전압 크기를 기준으로 직류단 전압을 설계해야 한다. 그러나 직류단 전압의 크기의 증가는 정상상태에서의 컨버터 손실 증가를 야기하므로, 직류단 전압을 크게 설계하였을 때 증가될 손실에 대한 고려가 포함되어야 한다. 본 논문에서는 사고 전압의 크기와 발생 손실이 고려된 직류단 전압을 설계하는 방법에 대해 설명하고, 제안하는 설계 방법의 타당성을 2MVA급 Type 4 풍력발전기의 PSCAD 모델 기반 HVRT 기능 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제5권2호
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• pp.179-187
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• 2013

Floating production storage and offloading (FPSO) facilities are used at most of the offshore oil fields worldwide. FPSO usage is expected to grow as oil fields move to deeper water, thus requiring the reliability and stability of mooring wires and risers in extreme environmental conditions. Except for the case of predictable attack angles of external loadings, FPSO facilities with turret single point mooring (SPM) systems are in general use. There are two types of turret systems: permanent systems and disconnectable turret mooring systems. Extreme environment criteria for permanent moorings are usually based on a 100-year return period event. It is common to use two or three environments including the 100-year wave with associated wind and current, and the 100-year wind with associated waves and current. When fitted with a disconnectable turret mooring system, FPSOs can be used in areas where it is desirable to remove the production unit from the field temporarily to prevent exposure to extreme events such as cyclones or large icebergs. Static and dynamic mooring analyses were performed to evaluate the stability of a spider buoy after disconnection from a turret during cyclone environmental conditions.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.24-30
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• 2010

The renewable energy source is considered as a good measure to cope with the global warming problem and the fossil energy exhaustion. The construction of electric power plant such as an offshore wind farm is rapidly increasing and this trend is expected to be continued during this century. The bulky and long distance power transmission media is essential to support and promote the sustainable expansion of renewable energy source. DC power cable is generally considered as the best solution and the demand for DC electric power has been rapidly increasing. Especially, the high temperature superconducting (HTS) DC cable system begins to make a mark because of its advantages of huge power transmission capacity, low transmission loss and other environmental friendly aspects. Technical contents of DC HTS cable system are very similar to those of AC HTS cable system. However the DC HTS cable can be operated near its critical current if the heat generation is insignificant, while the operating current of AC HTS cable is generally selected at about 50~70% of the critical current because of AC loss. We chose the specifications of the cable core of 'Tres Amigas' project as an example for our study and investigated the heat generation when the DC HTS cable operated near the critical current by some electric and thermal analyses. In this paper, we listed some technical issues on the design of the DC HTS cable core and described the process of the cable core design. And the results of examination on the current capacity, heat generation, harmonic loss and current distribution properties of the DC HTS cable are introduced.

• 한국음향학회지
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• 제39권5호
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• pp.390-399
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• 2020

본 연구는 풍력, 파력발전기가 설치되는 제주 동부와 서부 수심 20 m 연해에서 4개월동안 수중 청음기를 중층(10 m)에 계류하여 주변소음을 측정하였다. 측정 소음레벨에 영향을 미치는 기상정보는 측정 지점 근처 기상대와 관측소를 이용하여 자료를 수집하였다. 100 Hz 이하의 주파수 대역에서 조석의 영향으로 간조와 만조, 조금과 사리일 때 약 5 dB ~ 20 dB가량 변화를 보였다. 파랑과 바람의 영향은 1 kHz 이하의 주파수 대역에서 25 dB이내로 큰 변화를 보였으며 파랑은 저주파 대역에 영향을 주었고 바람은 1 kHz 이상의 고주파 대역까지도 영향을 주었다. 10 kHz 이상의 고주파 대역에 영향을 주는 요인으로 강우와 생물 소음이 있고 웬즈 곡선 최대값에 비해 약 10 dB 높게 측정되었다.

• 한국농촌건축학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.49-56
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• 2017

Each country in the world currently concentrates on shifting into clean energy, which can be alternative energy, for global environment protection and solution to the problem of fossil fuel depletion. The Korean government is predicted to develop renewable energy, such as solar power, ground power, and offshore wind power, and to increase their supply ratios by ending the use of coals and nuclear power plants. This study conducted experiments on thermal storage performance of Trombe wall thermal storage materials using solar power and simulations in order to offer baseline data for the development of a hybrid air circulation system for heating that can maximize efficiency by simultaneously using solar and geothermal power. The study results are as follows: (1) In all the specimens with 3m, 5m, and 7m in the length of thermal storage pipe, $5.7^{\circ}C$, $7.8^{\circ}C$, and $10.5^{\circ}C$ rose, respectively, as the thermal storage effect of the specimens attaching insulation film and black tape to the general funnel. They were most excellent in terms of thermal storage effect. (2) As a result of thermal performance evaluation on the II type specimens, II-3 ($7.8^{\circ}C$ rise) > II-4 ($5.3^{\circ}C$ rise) > II-1 ($3.9^{\circ}C$ rise) > II-2 ($2.3^{\circ}C$ rise) was revealed, and thus II-3 (insulation film + black tape) was most effective as shown in the I type. (3) This study analyzed air current and temperature distribution inside of the greenhouse by linking actually measured values and simulation interpretation results through the interpretation of CFD (computational fluid dynamics). As a result, the parts absorbing heat and discharging heat around the thermal storage pipe could be visibly classified, and temperature distribution inside of the greenhouse around the thermal storage pipe could be figured out.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.236.1-236.1
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• 2010

Due to global warming, the need to secure an alternative resource has become more important nationally. Due to the high tidal range of up to 9.7m on the west coast of Korea, numerous tidal current projects are being planned and constructed. The rotor, which initially converts the energy, is a very important component because it affects the efficiency of the entire system, and its performance is determined by various design variables. In this paper, a design guideline of current generating HAT rotor and acceptable field rotor in offshore environment is proposed. To design HAT rotor model, wind mill rotor design principles and turbine theories were applied based on a field HAT rotor experimental data. To verify the compatibility of the rotor design method and to analyze the properties of design factors, 3D CFD model was designed and analysed by ANSYS CFX. The analysis results and findings are summarized in the paper.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제8권3호
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• pp.252-261
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• 2016

A spar-type floating substructure that is being widely used for offshore wind power generation is vulnerable to resonance in the heave direction because of its small water plane area. For this reason, the stable dynamic response of this floating structure should be ensured by accurately identifying the resonance characteristics. The purpose of this study is to analyze the characteristics of the combination resonance between the excitation frequency of a regular wave and natural frequencies of the floating substructure. First, the nonlinear equations of motion with two degrees of freedom are derived by assuming that the floating substructure is a rigid body, where the heaving motion and pitching motions are coupled. Moreover, to identify the characteristics of the combination resonance, the nonlinear term in the nonlinear equations is approximated up to the second order using the Taylor series expansion. Furthermore, the validity of the approximate model is confirmed through a comparison with the results of a numerical analysis which is made by applying the commercial software ANSYS AQWA to the full model. The result indicates that the combination resonance occurs at the frequencies of ${\omega}{\pm}{\omega}_5$ and $2{\omega}_{n5}$ between the excitation frequency (${\omega}$) of a regular wave and the natural frequency of the pitching motion (${\omega}_{n5}$) of the floating substructure.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권7호
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• pp.848-857
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• 2018

최근 국제적으로 풍력, 태양광, 파도, 연료전지 등의 친환경 신재생에너지 개발이 활발하다. 특히, 해상에서의 풍력발전단지 개발은 대형화를 통한 단가 절감, 고품질의 풍력자원 활용, 발전기로 인한 소음 피해 최소화를 위해 해안에서 멀리 떨어진 위치에 대규모 부유식으로 건설되는 추세이다. 풍력발전단지의 개발은 해사안전법에 의한 해상교통안전진단제도에 따른 평가가 필요하다. 풍력발전단지의 평가는 해당 수역의 체계적인 개발, 관리, 활용을 위해 선과 면적 개념을 모두 적용하여 수행되어야 하며, 이를 위한 평가 방법과 기준이 개발되어야 한다. 이 연구에서는 해상풍력발전단지처럼 해양 공간을 평가할 수 있는 해상교통조사방법과 평가에 대한 적절한 기준을 수립하고, 이를 시스템적으로 처리할 수 있는 방안에 대해서 연구하였다. 먼저 해상교통조사를 위해 AIS와 레이더를 이용한 이동식 해상교통데이터 수집장치를 설계하였다. 그리고 선과 면적의 개념을 모두 적용한 해상교통 항적도, 밀집도, 경로 분석을 제안하였다. 해상교통밀집도는 Grid-cell의 크기를 조절하여 단위 cell에 대한 공간적, 시간적 점유율을 구분하고 해상교통 경로 분석은 해상을 통항로 또는 작업 공간으로 사용할 때를 구분하여 선박의 이동 패턴을 평가할 수 있도록 제안하였다. 최종적으로 시스템적인 해상교통데이터의 수집과 평가가 가능한 해상교통안전평가솔루션의 개념설계를 수행하였다. 이는 자동적인 해상교통데이터의 수집 저장 분류를 통해, 데이터 누락이나 오표기와 같은 인적 오류를 최소화하고 해상 공간의 용도에 따라 선과 면적 개념을 반영하여 분석함으로써 신뢰성 있는 해상 공간의 평가가 가능하게 한다.

• 한국해양공학회지
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• 제30권5호
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• pp.349-355
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• 2016

Divinycell, which functions as both insulation and a supporting structure, is generally applied in the NO96-type liquefied natural gas (LNG) insulation system. Polymer-material-based Divinycell, which has a high strength and low weight, has been widely used in the offshore, transportation, wind power generation, and civil engineering fields. In particular, this type of material receives attention as an insulation material because its thermal conductivity can be lowered depending on the ambient temperature. However, it is difficult to obtain research results for Divinycell, even though the component materials of the NO96-type LNG cargo containment system, such as 36% nickel steel (invar steel), plywood, perlite, and glass wool, have been extensively studied and reported. In the present study, temperature and strain-rate dependent compressive tests on Divinycell were performed. Both the quantitative experimental data and elastic recovery are discussed. Finally, the mechanical characteristics of Divinycell were compared to the results of polyurethane foam insulation material.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권5A호
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• pp.351-360
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• 2011

일반적으로 해양개발을 위하여 사용되는 재킷식 해양 구조물은 염분, 조류, 파도, 바람 등 극심한 환경적 요인에 의해 육상 시설물에 비해 열악한 환경에 노출되어 있으나, 이러한 구조물의 구조적 안전성 및 성능 확보를 위한 모니터링 시스템의 적용사례는 그다지 많지 않다. 임피던스 기반의 구조물 건전성 모니터링은 구조물의 국부적인 손상을 모니터링하는 기술로서 최근 실 구조물에의 적용에 대한 연구가 국내외에서 활발하게 이루어지고 있으나, 온도, 하중 등의 환경적 요인에 의한 영향을 최소화하고 손상에 의한 특성만을 효과적으로 추출하는 기술은 미흡한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 재킷식 조류발전 지지구조물의 축소모형을 제작하여 온도와 정적 하중이 변하는 환경 하에서 임피던스 기반의 국부적 손상 모니터링에 관한 연구를 수행하였다. 환경에 의한 영향을 보상하기 위하여 기존의 손상지수에 대해 주성분 분석을 수행하였으며 환경 변화에 민감하게 반응하는 주성분을 선택하여 제거하였다. 이 후 손상지수를 모니터링한 결과, 제안된 주성분 분석 기반 접근법이 환경 영향 하에서의 장기 모니터링에 유효하게 사용될 수 있음을 확인하였다.