• 한국음향학회지
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• 제35권6호
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• pp.480-490
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• 2016

풍력터빈의 대형화와 경량화에 따라 풍력터빈에 작용하는 동하중에 의한 진동 응답이 크게 발생할 수 있다. 특히 공진에서는 큰 진동 응답이 발생하므로 설계 시 정확한 고유진동수의 예측이 요구된다. 이를 위해 풍력터빈 지지구조와 지반에 대한 연성해석이 요구되는데, 일반적으로 유한요소에 기반한 수치적인 방법이 주로 이용된다. 그러나 유한요소 해석은 파일-지반 모델링 및 연산에 많은 노력과 시간을 요구하므로 초기 설계 단계에서는 활용에 많은 제약이 따른다. 반면, 지반을 선형화한 이론 해석은 모델이 단순하고 연산 시간이 매우 짧으므로, 해석의 신뢰성이 확보된다면 지반-지지구조의 거동 특성을 초기에 예측하는데 유용한 도구가 될 수 있다. 본 논문에서는 이론 해석을 이용해 지반에 인입된 파일에 대한 파일-지반 연성해석을 수행하였다. 해석 시 지반의 변형은 탄성 범위 이내에 있다고 단순화하여 파일은 보로, 지반은 연속체로 모델링하였다. 본 연속체 모델을 이용해 파일 상단에 수평 하중 또는 모멘트가 작용할 때 발생하는 파일의 횡변형을 구하고, 파일의 세장비에 따른 영향계수를 도출하였다. 그리고 이를 유한요소해석을 기반으로 한 문헌의 결과와 비교함으로써 해석 결과의 신뢰도를 평가하였다. 이를 통해 연속체 모델의 해석은 세장비가 큰 파일에 대해서는 유효한 반면 약 3 이하의 낮은 세장비를 가지는 파일에서는 신뢰성이 떨어짐을 확인하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.327-333
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• 2015

풍력 터빈은 정격 풍속 미만일 때는 최대 출력을 내기위한 제어를 한다. MPC(Maximun Power Control)제어방법은 발전기의 회전속도를 제어하여 최대 출력을 내는 방법인데 풍속을 알아야한다. 하지만 여러 가지 이유로 풍속을 실측하기보다는 풍속을 예측하여 사용하는 방법들이 제안되고 있다. 풍속예측은 TSR(Tip Speed Ratio)을 알아야 하는 데, TSR은 복잡한 관계식을 풀어야 한다. 그래서 TSR을 구하기 위해 다양한 방법들이 소개되고 있다. 본 논문에서는 TSR을 쉽고 빠르게 구하기 위하여 복잡한 관계식을 리그레션을 이용하여 간단한 방정식으로 근사화하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 Matlab/Simulink 시뮬레이션을 통하여 제대로 작동하는 것을 확인하였다.

• 전기학회논문지
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• 제62권10호
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• pp.1481-1486
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• 2013

The small wind generator with existing mechanical control system has a frequent failure and malfunction, and its maintenance is difficult. In this paper, an electric control method using a boost converter for small wind generator was suggested. The suggested 2-level boost converter control device was manufactured and its experimental operation were conducted on a wind generator with 200 [W] capacity. As a result of experimental device, the control by a boost converter was executed at the point that the output voltage of a wind generator became 36 [V] so it could be identified that the output voltage of a wind generator diminished and then it became 0 [V] after 5 [sec]. Besides, in case of applying the method suggested in this paper to a small wind power generation facility for street lights, it is expected to reduce its maintenance by preventing a frequent failure of a generator and to improve its utilization rate.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.4186-4192
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• 2012

풍력발전기가 경제적, 환경적 요인에 따라 대형화, 해상화 되고 있어 접근이 어렵고, 부품 및 유지보수 비용이 증가하고 있다. 풍력발전기 상태 모니터링을 통하여 고장 요소를 최소화 하고, 고장 시 2차 사고를 예방하여 운영유지 및 보수비용을 낮추고 신뢰성을 증가시켜야 한다. 본 논문에서는 IEC 61400-25-2에서 표준으로 추진하는 풍력발전기 모니터링에 적합한 센서 중 실제 풍력발전기 상태 모니터링에 필요한 온도, 습도, 전압, 전류, 풍향, 풍속 센서를 ZigBee 무선 통신 소자와 결합하여 무선 센서노드를 구성하고 이를 이용한 간단한 네트워크를 통하여 센서 신호를 전송한다. 각 무선 센서노드에서 전송되는 신호는 라우터를 통하여 중앙 모니터링 터미널에 전송한다. 또한 LabVIEW로 신호를 수집 및 처리하고, TCP/IP 통신 변환을 통해 인터넷 환경이면 언제 어디서든지 사용자 및 관리자가 모니터링 할 수 있도록 한다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권3호
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• pp.126-132
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• 2011

Recently, high-rise apartment is being briskly built but there are problems such as lack of ventilation, stack effect and much energy consumption. Therefore It is recommended to develop a Small Wind Power System Combined Ventilator as a solution to solve these problems. The purpose of this study is to provide basis for Small Wind Power System Combined Ventilator in super high-rise apartment. This study conducted CFD simulation (Star-CCM) according to the shape of structures, building height and distance of two structures to identify the effect of wind speed increase when the structure is installed. As a result, pyramidal type was best suited for increase of wind speed. The best place was the front of the roof to main wind direction, and the best building height was 200m rather than 300m. If two or more small wind turbines combined ventilator are installed closely, vertical position to main wind direction is recommended. Horizontal position must necessarily be avoided, but height difference between two blades more than 3m showed good performance.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권3호
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• pp.173-180
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• 2017

정격풍속 이하에서 풍력발전기의 토크 제어기는 최대 출력 파워를 얻기 위하여 중요하다. 토크 제어의 주된 목적은 바람이 가진 에너지로부터 최대의 출력 파워를 얻도록 하는 것이다. 이를 위하여 최적모드게인을 이용하여 발전기 속도의 제곱에 비례하도록 발전기의 토크 크기를 조절하는 방법이 많이 적용되었다. 그러나 이 제어 방법은 풍력발전기가 수 MW급으로 대형화될수록 응답이 느려진다. 본 논문에서는 토크 제어기의 응답을 빠르게 하기 위하여 공력 토크의 로터 속도 비선형 파라미터를 제어 게인으로 이용하여 추가적인 토크 크기를 조절하는 방법을 고려하였다. 로터 속도 비선형 파라미터의 계산 시에 온라인 경우와 오프라인 경우를 각각 살펴보았다. 2MW 풍력발전기에 대하여 실제 난류 풍속에 대하여 수치실험을 수행하여 오프라인 경우가 출력 파워를 더 향상시키고 실용적임을 보인다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.132-140
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• 2008

제주의 전력계통은 HVDC로 육지계통과 연계되어 있으며, 2곳의 풍력발전단지가 연계되어 있다. 향후 대용량의 풍력발전이 연계된 상황에서 HVDC Overhaul을 시행하거나 어떤 사고로 HVDC가 끊어진다면 제주계통을 정상적으로 유지하는 것이 어려울 수도 있다. 이에 본 논문은 Overhaul 및 풍력발전이 제주계통에 어떤 영향을 미치는지를 분석하기 위하여 지난 5월에 이루어진 Overhaul 기간에 변전소 2곳 및 풍력발전단지 2곳을 선정하여 전력품질을 측정하고 분석하였다. 또한 풍력발전량에 따른 인근 D/L의 전력품질을 측정함으로써 풍력발전이 전력계통에 미치는 영향을 분석하였고 그 영향정도가 명확하지 않은 부분에 대해서는 통계 데이터를 이용하여 분석하였다. Overhaul 기간에는 주파수가 매우 불안정하였으며, 전압왜형률이 규정치를 초과하기도 하였다. 풍력발전량에 비례한 고조파 전류가 계통으로 유입되었으며, 발전량이 3,000[kW] 이상일 때 인근 D/L의 전압파형이 발전량에 비례하여 왜곡되는 것을 확인할 수 있었다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제9권2호
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• pp.191-218
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• 2019

The tower-platform interface and mooring system of floating offshore wind turbines (FOWTs) are some of the most critical components with significant influences on overall project costs. In addition to satisfying strength requirements, it is typical and vital to meet fatigue criteria for a service life of 25 years or more. Wind spectra characteristics considered in analysis can penalize fatigue designs, leading to unnecessary costs. The International Electrotechnical Commission (IEC, 2009) recommends the use of site-specific wind data (spectrum, turbulence intensity, etc.) in design of FOWTs, but for offshore sites it is often the case that such data is unavailable and land-based data are used as surrogates in design. For such scenarios, it is worth investigating whether such alternative approach is suitable and accurate, and understanding the consequence of the selection of wind spectral characteristics on fatigue design. This paper addresses the impact of the subsequent selection on fatigue responses of towerbase and mooring system in a FOWT, as a sequel to the paper by Udoh and Zou (2018) which focused on impacts on strength design. The 5 MW semi-submersible FOWT platform with six mooring lines implemented in the preceding study is applied in analysis. Results indicate significant variations in resulting fatigue life with considered wind parameters. Thus, it is critical to apply proper wind spectra characteristics for analysis and design of FOWTs to avoid unnecessary conservatism and costs. Based on the findings of this study, more explicit guidance on the application of turbulence intensities for IEC-recommended models in offshore sites could lead to more accurate load estimates in design of FOWTs.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.147-154
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• 2024

본 연구는 기존 풍력 터빈의 한계와 문제점을 극복하기 위해 블레이드리스 풍력 발전을 위한 선형 발전기의 모델링 및 해석에 중점을 두고 있다. 블레이드리스 풍력 발전 시스템은 블레이드 풍력 발전 터빈에 비해 설치 및 유지관리에 필요한 토지 요구량이 낮다는 장점이 있다. 그러나 블레이드리스 풍력 발전을 위한 발전기에 관한 종합적인 연구는 아직까지 부족한 실정이다. 특히, 발전기의 토플로지에 관한 질문의 답변이 만족스럽지 않다. 연구의 목표는 원통형 블레이드리스 풍력발전기의 수평 및 수직 구조에 대해 비교 분석하는 것이다. 제안된 토플로지는 자기력을 이용해 2차원 등가 자기회로 네트워크 방식으로 해석한 후 유한요소법으로 비교 평가하였다. 최종적으로, 본 연구의 결과는 풍력 발전 시스템을 위한 새로운 발전기 구조에 대한 상세한 정보와 블레이드리스 풍력 발전 특성에 대한 통찰을 제공할 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.62.1-62.1
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• 2011

The wind can be stronger and steadier further from shore, but water depth is also deeper. Then bottom-mounted towers are not feasible, and floating turbines are more competitive. There are additional motions in an offshore floating wind turbine, which results in a more complex aerodynamics operating environment for the turbine rotor. Many aerodynamic analysis methods rely on blade element momentum theory to investigate aerodynamic load, which are not valid in vortex ring state that occurs in floating wind turbine operations. So, vortex lattice method, which is more physical, was used in this analysis. Floating platform's prescribed positions were calculated in the time domain by using floating system RAO and waves that are simulated using JONSWAP spectrum. The average value of in-plane aerodynamic force increase, but the value of out-of-plane force decrease. The maximum variation aerodynamic force abruptly increases in severe sea state. Especially, as the pitch motion of the barge platform is large, this motion should be avoided to decrease the aerodynamic load variation.