• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
• /
• pp.159.1-159.1
• /
• 2011

Due to the global warming, the need to secure the alternative resources has become more important worldwide. Having very strong current on the west coast with up to 10 m tidal range, there are many suitable sites for the application of TCP(Tidal current power) in Korea. Not only from the current produced from the high tidal range, but also it can be widely applied to the offshore jetties and piers. The VAT(Vertical axis turbine) system could be very effective tidal device to extract the energies from the attacking flow to the structures. For the relatively slow current speed, the VAT system could be more effective application than HAT(Horizontal axis turbine) device. The performance of VAT can be evaluated by various parameters including number of blades, shape, sectional size, diameters and etc. The paper introduces the multi-layer vertical axis tidal current power system with savonius turbine. The turbine was designed with consideration of optimal blade numbers and the performance was simulated by CFD analysis.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.336-341
• /
• 2012

The vertical-axis tidal current turbine (VAT) consisting of blades, struts to support blades, shaft, generator and so forth requires anti-resonance design against fluid fluctuation forces generated on blades to ensure its stable operation. In this study, a free vibration analysis program based on the finite element method is developed for efficient anti-resonance design of VAT in the preliminary design stage. In the finite element modeling, the VAT structure components are regarded as beam elements. Added masses due to the fluid and structure interaction of VAT evaluated by empirical formulas are considered as lumped mass elements. In addition, input parameters required for the analysis can be automatically prepared from the principal dimensions of VAT to make anti-resonance design more convenient. The validity of applied methods is verified by the comparison of the numerical results obtained from MSC/Nastran and the developed program for two VAT models.

• 한국해양공학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.37-41
• /
• 2012

Due to global warming, the need to secure alternative resources has become more important nationally. Because of the very strong current on the west coast, with a tidal range of up to 10 m, there are many suitable sites for the application of TCP (tidal current power) in Korea. In the southwest region, a strong current is created in the narrow channels between the numerous islands. A rotor is an essential component that can convert tidal current energy into rotational energy to generate electricity. The design optimization of a rotor is very important to maximize the power production. The performance of a rotor can be determined using various parameters, including the number of blades, shape, sectional size, diameter, etc. There are many offshore jetties and piers with high current velocities. Thus, a VAT (vertical axis turbine) system, which can generate power regardless of flow direction changes, could be effectively applied to cylindrical structures. A VAT system could give an advantage to a caisson-type breakwater because it allows water to circulate well. This paper introduces a multi-layer vertical axis tidal current power system. A Savonius turbine was designed, and a performance analysis was carried out using CFD. A physical model was also demonstrated in CWC, and the results are compared with CFD.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제12권1호
• /
• pp.9-14
• /
• 2009

2차원 비정상의 RANS 방정식을 이용하여 피치가 고정된 3개 혹은 4개의 날개(hydrofoil)를 가지는 조류발전용 수직축 터빈주위의 비정상 유동장 해석을 수행하였다. 상용수치해석코드인 Fluent를 이용하여, 균일류에 놓인 $NACA65_3$-018날개에 대하여 받음각(angle of attack)의 변화를 주며 계산되는 유체력을 실험값과 비교하였고, 이를 바탕으로 대표적인 수직축 조류발전 터빈의 특성을 2차원적으로 고찰하였다. 사용된 수치해법은 대상 유동을 효과적으로 모사할 수 있음을 확인 하였고, 터빈의 최적 효율은 날개수 및 유속 대비 회전수 등의 적절한 조합으로 실현 될 수 있음을 파악하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.61-70
• /
• 2013

조류발전용 수직축터빈(VAT)의 3차원적인 유체동력학적 성능을 효과적으로 예측할 수 있는 연구를 진행하였다. 수치해석은 2차원과 3차원으로 수행하였으며 이를 통해 물리적 유동현상의 차이를 파악하였다. 3차원 효과는 주로 날개 끝단에서 발생하는 날개끝 보오텍스가 주된 원인으로서, 이로 인해 터빈 날개가 내어주는 양력이 손실되고 회전하는 터빈은 토크가 감소하였다. 이러한 현상은 본 연구에서 채택한 통상적인 수직축 터빈의 스팬-직경비 범위에서 상당한 수준으로 나타남을 확인하였다. 본 연구에서는 대상 터빈을 선정하고 2차원으로 성능해석 후 3차원 효과를 보정하는 비교적 간단하고 효과적인 방법을 제안하였다.

• 신재생에너지
• /
• 제8권2호
• /
• pp.6-13
• /
• 2012

Due to global warming, the need to secure an alternative resource has become more important nationally. Having very strong current on the west coast with up to 10 m tidal range, there are many suitable site for the application of TCP (Tidal Current Power) in Korea. On the south west regions between many islands that create strong current in the narrow channels. The rotor is one of the essential components which can convert tidal current energy into rotational energy to generate electricity. The design optimization of rotor is very important to maximize the power production. The performance of rotor can be determined by various parameters including number of blades, shape, sectional size, diameters and etc. This paper introduces the multi-layer vertical axis tidal current power system which can be applied to offshore jetties and piers effectively. Various cases of VAT turbine were designed. Specifically, the number of blades and turbine shape are changed in several cases. Also, performance analysis was carried out by CFD.

• 신재생에너지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.92-100
• /
• 2011

With the increased demand of clean energy and global warming measures, the renewable energy development has been increased recently. The TCP (Tidal Current Power) is one of the ocean renewable energy sources. Having the high tidal energy source in Korea, there are many potential TCP sites with strong current speed. The rotor, which initially converts the energy, is a very important component because it affects the efficiency of the entire system. The rotor performance is determined by various design parameters including number of blades, shape, sectional size, diameters and etc. However, the interactions between devices also contribute significantly to the energy production. The rotor performance considering the interaction needs to be investigated to predict the exact power in the farm. This paper introduces the optimum design of TCP turbine and the performance of devices considering the interference between rotors.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.620-623
• /
• 2009

여러 해양에너지 중 유체의 빠른 흐름을 이용하는 조류발전은 서해안과 남해안에 적용하기에 적합하며 해양환경의 영향을 최소화 하면서 많은 에너지를 연속적으로 생산할 수 있는 장점이 있다. 조류발전에서 1차적으로 에너지를 변환시키는 로터는 조류발전시스템의 주요한 장치중의 하나로 여러 변수에 의해 그 성능이 결정된다. 블래이드 수, 형상, 단면적, 허브, 직경 등 여러 요소를 고려하여 로터를 설계하며, 설계정보와 실험데이터를 바탕으로 수치모델을 구현하여 실험에서 직접 계측할 수 없는 로터 주변의 유체현상 및 간섭영향 등을 예측할 수 있다. 본 논문에서는 변화하는 유속에 따른 HAT 로터의 시동속도, 회전수를 측정하여 로터 형상과 허브-직경비가 다른 로터의 성능을 고찰하고, 이를 수치모델로 구현하여 로터주변 유동변화를 연구하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.151-158
• /
• 2016

조류발전단지는 유망한 해역에 터빈을 복수로 다배열하여 발전하는 시스템을 말한다. 이러한 단지는 각 터빈이 최대 효율로 작동하고, 최대 발전량을 얻을 수 있도록 설계되어야 하는데, 이를 위해서는 터빈 사이의 간섭으로 인한 성능 저하가 발생하지 않도록 터빈은 일정 거리를 두고 배치되어야 한다. 수평축 터빈의 경우 EMEC(European Marine Energy Centre)에서 배치거리를 제안하고 있으나, 수직축 터빈은 그러한 규정이 제안된 바 없다. 여러 연구 결과들에 따르면 수직축 터빈이 인접할 경우 성능의 향상까지 도모될 수 있으므로, 그 배치는 수평축 터빈보다 더욱 중요하게 검토될 필요가 있다. 본 논문에서는 수직축 터빈에 대하여 수평축 터빈과 같이 일정 거리를 두고 배치하는 것과 터빈을 인접하도록 배치하는 것과의 차이를 조사하였다. 이를 위해 두 터빈간의 거리와 회전방향을 파라메터로 하여 그에 따른 성능 차이를 수치해석적으로 연구하였고, 그 이유를 파악하고자 하였다. 본 연구를 통하여 가장 적절한 수치해석 영역과 조건을 설정할 수 있었으며, 인접한 두 터빈이 각각 반시계-시계방향으로 회전하는 것이 단독 터빈 2기 대비 약 9.2%의 성능향상이 예측되었다. 터빈이 대각으로 배치된 경우는 최대 약 5.6%정도 성능이 향상됨을 확인하였다. 본 연구는 수직축 터빈을 이용한 조류발전단지를 설계시 유용한 정보가 될 것으로 기대된다.

• 신재생에너지
• /
• 제5권2호
• /
• pp.3-8
• /
• 2009

Tidal current power system is one of ocean renewable energies that can minimize the environmental impact with many advantages compared to other energy sources. Not like others, the produced energy can be precisely predicted without weather conditions and also the operation rate is very high. To convert the current into power, the first device encountered to the incoming flow is the rotor that can transform into rotational energy. The performance of rotor can be determined by various design parameters including numbers of blade, sectional shape, diameter, and etc. The stream lines near the rotating rotor is very complex and the interference effects around the system is also difficult to predict. The paper introduces the experiment of rotor performance and also the fundamental study on the characteristics of three different rotors and flow near the rotor by CFD.