• 한국해양공학회지
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• 제36권6호
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• pp.390-402
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• 2022

Offshore wind energy has become a major energy source, and various studies are underway to increase the economic feasibility of floating offshore wind turbines (FOWT). In this study, the characteristics of wave-induced motion of a combined wind-wave energy platform were analyzed to reduce the variability of energy extraction. A user subroutine was developed, and numerical analysis was performed in connection with the ANSYS-AQWA hydrodynamic program in the time domain. A platform combining the TLP-type FOWT and the Wavestar-type wave energy converter (WEC) was proposed. Each motion response of the platform on the second-order wave load, the effect of WEC attachment and Power take-off (PTO) force were analyzed. The mooring line tension according to the installation location was also analyzed. The vertical motion of a single FOWT was increased approximately three times due to the second-order sum-frequency wave load. The PTO force of the WEC played as a vertical motion damper for the combined platform. The tension of the mooring lines in front of the incident wave direction was dominantly affected by the pitch of the platform, and the mooring lines located at the side of the platform were mainly affected by the heave of the platform.

• Ocean Systems Engineering
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• 제9권1호
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• pp.1-19
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• 2019

Latching control was applied to a Wave Energy Converter (WEC) buoy with direct linear electric Power Take-Off (PTO) systems oscillating in heave direction in waves. The equation of the motion of the WEC buoy in the time-domain is characterized by the wave exciting, hydrostatic, radiation forces and by several damping forces (PTO, brake, and viscous). By applying numerical schemes, such as the semi-analytical and Newmark ${\beta}$ methods, the time series of the heave motion and velocity, and the corresponding extracted power may be obtained. The numerical prediction with the latching control is in accordance with the experimental results from the systematic 1:10-model test in a wave tank at Seoul National University. It was found that the extraction of wave energy may be improved by applying latching control to the WEC, which particularly affects waves longer than the resonant period.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권7호
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• pp.992-1001
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• 2023

OWEC(Overtopping Wave Energy Converter)는 월파된 파도를 이용한 파력발전시스템이라한다. OWEC의 성능 및 안전성은 파고, 주기 등 파도의 특성에 의해 영향을 받는다. 따라서 해역 특성에 따른 OWEC의 최적 형상과 구조안전성에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 울릉읍 연안 해양 환경 데이터를 이용하였으며, SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 입자법 해석을 통해 기존 케이슨 하부 구조에 변화를 준 모델 4개를 비교하여 월파 효율을 분석하였다. 그 결과, 하부 구조의 변경 및 경량화가 가능함을 확인하였다. 최적화 해석을 통해 설계 하중에 내하력을 가지는 하부 구조인 새로운 트러스형 구조를 제안하였다. 이후 부재 직경 및 두께를 설계변수로 하는 사례 연구를 통해 허용응력조건 하에서 구조 안전성의 확보를 확인하였다. 주기적인 파랑 하중을 받기 때문에 제안하는 구조의 고유 진동수와 해당 해역의 파주기를 비교하였으며, 1년 재현 주기의 파랑을 하중으로 한 조화응답해석을 수행하였다. 제안하는 하부 구조는 동일 가진력에서 기존 설계 대비 응답의 크기가 감소하였으며, 기존 대비 32% 이상의 중량 절감을 수행하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.517-527
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• 2021

본 논문에서는 단일칩 마이컴을 이용한 위상변위 방식 직류-직류 전력변환기를 제안한다. 제안한 전력변환기의 1차측은 위상변위 방식에 의하여 단극성 펄스폭변조(unipolar PWM)로 동작하는 풀브리지 전력구조이며, 2차측은 4개의 다이오드로 구성된 풀브리지 전파정류기이다. 제안한 전력변환기의 제어는 단일칩 마이컴에 의해 수행되고, 그 MOSFET 스위치들은 부트스트랩 회로에 의해 구동된다. 그래서 전력변환기의 전체 시스템은 간단하다. 제안한 전력변환기는 공진회로와 저지커패시터를 이용하여 고효율을 달성한다. 본 논문에서는 먼저, 제안한 전력변환기의 전력회로의 동작을 각 동작모드를 따라 설명한다. 그리고 제안한 전력변환기의 전력회로 설계방식을 보이고 제안한 전력변환기를 동작시키는 마이컴 상의 소프트웨어 제어 알고리즘과 피드백 및 스위치 구동 회로에 관하여 간략히 설명한다. 그 후, 본 논문에서 제시한 설계와 구현방식에 의하여 설계하고 제작된 시제품 전력변환기의 실험결과를 통하여 제안한 전력변환기의 동작 특성을 입증한다. 실험결과에서 약 92% 정도의 최고 효율을 얻었다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제1권4호
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• pp.496-502
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• 2006

In this paper, we studied the development of the electronic ballast for 250W MH (Metal-Halide) lamps. We were able to improve the input power factor by using a PFC IC. To provide the lamp with the rated voltage required, we used the buck-type dc-dc converter. The stress of the switching devices in the inverter could be reduced by this method. To eliminate the acoustic resonance phenomena of MH lamps, the voltage of the lamp added the high frequency sine-wave to the low frequency square-wave by using the full bridge typed inverter. We have developed a simple igniter using the L and C elements. We could control the dimness of the lamp by varying the output voltage of the buck converter. The buck converter output voltage could be controlled by using a microprocessor.

• 전력전자학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.237-243
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• 2019

A high-efficiency and small-sized switched-mode line transformer (SMLT) is proposed in this study. The conventional structure of an adapter is composed of line transformer and rectifiers. This structure has a limit in miniaturizing due to low-frequency line transformer. Another structure is composed of power factor correction (PFC) and DC/DC converter. This structure has a limit in reducing volume due to two-stage structure. As the proposed SMLT is composed of an LLC resonant converter, a high-frequency transformer can be adopted to achieve isolation standards and size reduction. This proposed structure has different operation modes in accordance with line input voltage to overcome poor line regulation. In addition, the proposed SMLT is applied to the front of a conventional PFC converter, because the SMLT output voltage is restored to rectified sinusoidal wave by using a full-bridge rectifier in the secondary side. The design of the PFC converter is easy, because the SMLT output voltage is controlled as rectified sinusoidal wave. The validity of the proposed converter is proven through a 350 W prototype.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권4호
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• pp.282-290
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• 2015

부이의 수직운동으로부터 파랑에너지를 추출하는 파력발전기의 추출효율을 극대화하기 위하여 Sheng et al.(2015)이 제안한 래칭 제어기법을 적용하였다. 래칭 제어기법은 부이를 구속하는 래칭 시간을 조절하여 추출효율을 높이는 위상제어 방법이다. 래칭 제어기법을 규칙파중 수직운동하는 부이에 적용한 결과, 공진조건을 만족하지 않았음에도 불구하고 부이의 운동속도와 추출파워는 크게 증가하였다. 부이의 수직운동으로부터 파랑에너지를 흡수하는 파력발전기에 이러한 래칭 제어기법을 도입하면 추출파워의 증가와 더불어 부이의 흘수와 PTO감쇠력을 줄일 수 있어 제작비용을 크게 낮출 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권2호
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• pp.146-151
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• 2016

This study concentrates on the design of floater for 15kW-class wave energy converter that extracts the ocean energy by oscillating vertically along the wave motion. The floater connects to a arm structure that connects to a hydraulic cylinder, which drives a hydraulic generator. The study mainly focuses on the structural analysis of the floater. Previous studies have been conducted using a miniature model; however, this study focuses on the size selection of the floater for a full scale model. Static structural analysis is conducted using fine numerical grids. Due to the complexity of the whole model, it is analyzed as a separate component. There are several load cases for each floater size, and they are analyzed thoroughly for stress (von-mises, shear, and normal) and deformation. The initial design was conducted by scaling up from the miniature model of the previous study, and the final design has been redesigned by changing the thickness and internal support structure shape.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권6호
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• pp.441-445
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• 2010

진동 수주형 파력 발전 브이는 해상에 설치되는 시스템으로 내부 지름 및 내부 유입 저항에 의하여 출력이 결정된다. 해상에 설치되는 진동 수주의 경우 내부에 패류의 증착에 의하여 내부 지름이 줄어들게 된다. 또한 패류의 증착에 의하여 유입되는 해수의 저항이 증가하게 되어 파력 발전 효율을 급감시킨다. 본 논문에서는 AFS을 이용하여 해양 구조물에 패류의 증착을 억제하는 실험을 수행하였다. Buck converter를 이용하여 전극봉에 흐르는 전류량을 제어하였다. 또한 기존 선박의 AFS와 달리 해양 구조물에 적합한 AFS제어 알고리즘을 개발하였다. 실험 결과 AFS을 통하여 조류 증착을 방지할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권8호
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• pp.821-827
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• 2015

This study concentrates on a wave energy converter with floaters that extracts the ocean's energy by moving up and down with the wave motion. The floater is connected to an arm structure, including a hydraulic cylinder that drives a hydraulic generator. This study focuses on a structural analysis of the floater unit, including arm and cylinder components, platform and jack-up system, along with spud columns. Previous studies have been conducted for miniature models for experimentation, but this study focuses on the full-scale model structural analysis. Static structural analysis is conducted using fine numerical grids. Due to the complexity of the whole model, it is analyzed in separate pieces. The floater unit, with arm and cylinder, are combined into one system. The platform is analyzed separately as a single system. There are four jack-up systems for each spud column; only one jack-up system is analyzed, as uniform loads are assumed on each system. There are several load cases for each system, all of which are analyzed thoroughly for stress (von Mises, shear, and normal) and deformation. Acceptable results were obtained for most of the components; unsafe components were redesigned.