• 한국항공우주학회지
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• 제37권2호
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• pp.201-208
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• 2009

최근 화석 연료가 고갈됨에 따라 대체 에너지 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 여러 대체 에너지들 중 풍력 발전시스템은 바람의 에너지를 전기적 에너지로 바꾸어 주는 시스템으로 매우 친환경적이기 때문에 다양하게 연구되고 있다. 따라서 본 연구에서 500W급 소형 풍력 발전용 블레이드의 개발을 통해 외국에 비하여 상대적으로 풍속이 낮은 국내와 같은 지역에 적용할 수 있는 블레이드 설계를 수행하였다. 본 논문에서는 피로수명을 고려한 고효율 경량화 블레이드의 공력설계 및 구조설계 방법이 제안되었으며, 구조해석으로 선형 정적해석, 좌굴해석, 진동모드해석이 수행되었다. 이론적 해석 결과를 입증하기 위하여 구조 시험 및 공력 성능 시험 결과 비교적 잘 일치하며 설계 요구 조건을 만족함을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제22권1호
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• pp.22-31
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• 2009

최근 화석 연료가 고갈됨에 따라 대체 에너지 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 여러 대체 에너지들 중 풍력 발전기는 바람의 에너지를 전기적 에너지로 바꾸어 주는 시스템으로 매우 친환경적이기 때문에 다양하게 연구되고 있다. 따라서 본 연구의 목표는 500W급 소형 풍력 발전용 블레이드의 개발로서 외국에 비하여 상대적으로 풍속이 낮은 국내와 같은 지역에 적용할 수 있도록 설계 되어야 한다. 본 논문에서는 피로수명을 고려한 고효율 경량화 블레이드의 공력설계 및 구조설계 방법이 제안되었으며, 구조해석으로 선형 정적해석, 좌굴해석, 진동모드해석이 수행되었다. 또한 풍력 발전 시스템에 발생할 수 있는 유체충돌해석을 모사하였다. 해석결과들은 유압시험장비를 이용한 구조시험 빛 성능시험의 결과와 비교되었고, 비교적 잘 일치하여 설계결과의 안전성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권9호
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• pp.1087-1094
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• 2012

본 논문에서는 구조 시험과 유한요소해석을 통하여 소형 풍력발전용 복합재 블레이드의 구조적 안전성을 평가하였다. 먼저, 선행연구에서 공력해석을 수행하여 정격 및 극한 풍속일 때의 블레이드가 받는 굽힘 모멘트를 산출하였다. 이를 이용하여 소형풍력발전기 관련 국제 규격인 IEC 61400-2에 따른 실규모 구조 시험을 수행하여 구조적 안전성을 평가하였다. 그리고 유한요소법을 이용한 구조 해석을 수행하여 구조 시험 결과와 비교하여 이의 정확성을 판단하였다. 또한, 구조 시험을 통해 블레이드에 대한 과잉 설계가 확인되었으며 이의 해결을 위하여 블레이드의 적층 순서 및 두께를 재선정하여 구조적 안전성을 평가하였다.

• 전기학회논문지
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• 제60권6호
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• pp.1128-1133
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• 2011

In a wind farm, a large number of small wind turbine generators (WTGs) operate whilst a small number of a large generator do in a conventional power plant. To maintain high quality and reliability of electrical energy, a wind farm should have equal performance to a thermal power plant in the transient state as well as in the steady state. The wind farm shows similar performance to the conventional power plant in the steady state due to the advanced control technologies. However, it shows quite different characteristics during fault conditions in a grid, which gives significant effects on the operation of a wind farm and the power system stability. This paper presents an analysis of response of a wind farm during grid fault conditions. During fault conditions, each WTG might produce different frequency components in the voltage. The different frequency components result in the non-fundamental frequencies in the voltage and the current of a wind farm, which is called by "beats". This phenomenon requires considerable changes of control technologies of a WTG to improve the characteristics in the transient state such as a fault ride-through requirement of a wind farm. Moreover, it may cause difficulties in protection relays of a wind farm. This paper analyzes the response of a wind farm for various fault conditions using a PSCAD/EMTDC simulator.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.675-680
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• 2012

전 세계적으로 풍력발전은 전력생산을 위해 사용되는 신재생 에너지원 중 가장 빨리 성장하고 있는 분야로 새로 건설되는 풍력발전단지는 전체 전력 생산량에서 많은 부분을 차지해가고 있다. 풍력발전단지의 설치 증가는 더욱 효율적인 운영과 유지보수에 대한 기술 개발을 요구하게 된다. CMS(Condition Monitoring System)는 풍력발전 시스템의 효율적 운영을 가능케 하는 중요한 도구로 운영자에게 기계의 운전 상태에 대한 정보를 제공함과 동시에 유지보수와 관련된 체계적인 정보를 제공한다. 이에 본 연구에서는 풍력발전기의 너셀에 부착된 가속도 센서로부터의 신호에 대한 FFT 분석을 통해 풍력발전기에서 발생될 수 있는 블레이드의 질량 불평형 및 공력 비대칭의 검출을 가능케 하는 진단기법을 제안하고자 하며 제안된 기법의 유용성 확인을 위해 3W급 소형 풍력발전기에의 적용을 통해 제안된 기법의 유용성을 확인하고자 한다.

• Journal of Magnetics
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• 제17권1호
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• pp.33-35
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• 2012

A magnetic brake system was fabricated for use with small wind turbines. The torque of the pivot did not change as the speed of revolution increased when the magnetic array disc was far from the salient of the aluminum housing, the torque abruptly increased as the magnetic array approached the salient of the aluminum housing. The torque increased as a quadratic function of the speed of revolution when the distance between the magnetic array and the datum point was 60 mm.

• Journal of Magnetics
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• 제19권3호
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• pp.273-281
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• 2014

This paper presents an innovative design for a low-speed, direct-drive, axial-flux permanent-magnet (AFPM) generator with a coreless stator and rotor that is intended for application to small wind turbine power generation systems. The performance of the generator is evaluated and optimized by means of comprehensive 3D electromagnetic finite element analysis. The main focus of this study is to improve the power output and efficiency of wind power generation by investigating the electromagnetic and structural features of a coreless AFPM generator. The design is validated by comparing the performance achieved with a prototype. The results of our comparison demonstrate that the proposed generator has a number of advantages such as a simpler structure, higher efficiency over a wide range of operating speeds, higher energy yield, lighter weight and better power utilization than conventional machines. It would be possible to manufacture low-cost, axial-flux permanent-magnet generators by further developing the proposed design.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.42-48
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• 2011

Generally, the structure without the stator core Axial Field Permanent Magnet (AFPM) generator was simple and there was nearly no cogging toque. And because it had the wide driving rate area, it had been being mainly used in the small wind power generation system. However, AFPM generator with non-slotted stator can't generate high voltage at low wind speed due to long air-gap. It is the reason of output efficiency drop. Therefore, in this paper, the AFPM synchronous generator with internal rotor and dual slotted stators for the small wind turbine is studied, and deal with a cogging torque minimization through the determination of optimum pole-arc ratio.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.498-500
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• 2009

When we urgently need to develop and supply an alternative energy, wind power is growing with much interest because it has relative low cost for generating power and small area for wind turbine. To estimate the wind power resource, it is necessary to make an observation first. Although the large wind farm and resources are near coast and mountain area, the wind energy in urban area has the strong thing of direct access to power generator. In this study, we estimate the probability of wind energy in urban mountain area using A2C (Atmospheric to CFD) model, which is used for horizontally urban scale phenomena. In the steady state results, the site C is most suitable for wind power in the point of the only wind speed. But, estimating the TKE and vertical wind shear, the site B is showing the better results than the site C.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.949-951
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• 2002

Permanent-magnet (PM) synchronous generator is feasible for use with a wind turbine, because the generator for wind power requires variable-speed generation, light weight, and high torque. In this paper, basic design and construction of an axial-flux permanentmagnet generator with power output at 60 [Hz], 300 [r/min] for wind energy system is introduced. Finite-element method (FEM) is applied to analyze generator performance. In order to save time, equivalent analysis model is developed. The performance of the proposed generator at no-load and resistive load are compared, and power output and voltage at various speed and loads are compared as well. The results of FE analysis show that this PM generator is a useful solution for small-scale wind-turbine applications.