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An Experimental Study for Predicting the Electric Power of the Coaxial Accelerator Type Wave Power Generator

동축 가속형 파력 발전장치의 전력량 예측을 위한 실험 연구

  • Chung, Jaeho (Security Convergence Institute, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)) ;
  • Shin, Dong Min (Shipbuilding & Ocean Equipment Industry Empowerment Center, Kunsan National University) ;
  • Kim, Yuncheol (Shipbuilding & Ocean Equipment Industry Empowerment Center, Kunsan National University) ;
  • Moon, Byung Young (Department of Shipbuilding and Ocean Engineering, Kunsan National University)
  • 정재호 (한국과학기술원(KAIST) 안보융합연구원) ;
  • 신동민 (군산대학교 조선해양기자재 역량강화센터) ;
  • 김윤철 (군산대학교 조선해양기자재 역량강화센터) ;
  • 문병영 (군산대학교 조선해양공학과)
  • Received : 2019.10.22
  • Accepted : 2020.02.07
  • Published : 2020.02.29

Abstract

The interest in renewable energy is increasing due to the depletion of fossil fuels. In particular, active research on wave power, which is highly predictable and abundant, is being conducted. The coaxial accelerator-type wave power generator used in this study was designed to improve the power generation efficiency by converting bidirectional linear motion into a rotational force. In an offshore engineering basin, waves were generated, and case tests were performed according to the wave period and wave height. The experimental results were verified by the theoretical method related to the frequency response, and the overall trend was confirmed to be consistent. These results are expected to be useful in estimating the power of wave generators and designing parameters to improve the efficiency of wave energy in the design stage before manufacturing. In addition, the manufacturer can predict the wave energy efficiency of wave generators, which can reduce the development time and cost by preventing trial and error processes.

화석 연료의 고갈로 인해 신재생 에너지에 관한 관심이 증가하고 있다. 특히, 예측가능성이 높고 이용 가능한 양이 풍부한 파력에너지 (Wave Power Energy)에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에 사용된 동축 가속형 파력 발전장치 (Coaxial Accelerator Type Wave Power Generator)는 양방향 선형 운동을 회전력으로 변환함으로써 발전 효율을 향상시킬 수 있도록 설계되었다. 본 연구에서는 해양공학수조에서 파를 생성 한 후, 파주기 및 파고에 따른 케이스 실험을 수행하였다. 실험 연구의 결과는 주파수 응답과 관련된 이론적인 방법을 통해 검증하였으며, 전반적인 경향이 일치하는 것을 확인하였다. 본 연구의 결과는 제작 전 설계 단계에서 파력 발전기의 전력을 예측하고 파력에너지의 효율을 개선하기 위한 매개 변수를 연구하는데 유용할 것으로 예상된다. 또한 제조업체는 본 연구의 결과를 통해 파력 발전기의 파력 에너지 효율을 예측하여 시행착오방지를 통해 개발 시간과 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

Keywords

References

  1. S. B. Lee, K. Hadano, B. Y. Moon, "A study for electroc power of float-counterweight wave energy converter", Journal of the Korean Society of Marine Engineering, Vol.38, No.7, pp.936-942, 2014. DOI: https://doi.org/10.5916/jkosme.2014.38.7.936
  2. K. Hadano, K. Y. Lee, B. Y. Moon, "Wave energy conversion utilzing vertical motion of water in the array of water chamber aligned in the direction of wave propagation", International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, Vol.9, pp. 239-245, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijnaoe.2016.06.002
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  6. D. M. Shin, "Vortex shedding and surface waves around a horizontal circular cylinder close to a free surface", Ph.D. Thesis, Korea Advanced Institute of Science and Technology, Daejeon, Republic of Korea, 2019.