• 제목/요약/키워드: 발전구조물

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항만 구조물 유지관리를 위한 자가발전기반 저전력 IoT 센서 노드에 관한 연구 (A Study on Energy Harvesting-based Low-Power IoT Sensor Node for Harbor Structures Maintenance)

  • 박철;김영석;이승현
    • 한국재난정보학회:학술대회논문집
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    • 한국재난정보학회 2022년 정기학술대회 논문집
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    • pp.427-428
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    • 2022
  • 최근 대규모 항만 건설 및 기존 부두 리모델링과 같은 해안 공간 구조물 확충사업이 활발하게 진행되고 있으며 항만 구조물 거동 장기계측을 위한 센서에 대한 관심도 높아지고 있다. 기존의 항만에 적용한 전기식 센서들은 수개월 정도 단기간의 구조물 거동 측정은 가능하지만 수년 이상의 장기계측 시 염수분에 의한 부식 및 내구성에 취약하기 때문에 원활한 측정에 한계점이 있고 센서 설치를 위한 항만 외곽지역 구조물과 육상전원공급설비 배전반 사이의 거리로 인하여 긴 연장의 횡단로 가설전선 보호대 등을 설치해야 하는 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 항만 구조물 거동 장기계측을 위해 기존 전기식 센서들의 부식문제점을 파악하여 해수용 4종 센서 IoT 모듈 패키징을 설계하고 외부 전원공급 방해 영향을 최소화한 태양광 발전을 적용한 항만 구조물 거동 계측 시스템을 제안하였다.

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PV모듈의 배면온도를 고려한 수상 태양광발전 부유구조물의 최적 설계 (Optimization Design of Floating PV Structure for Back Surface Temperature of PV Module)

  • 김석기
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.1088-1089
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    • 2015
  • 본 논문에서는 태양광발전시스템의 발전 효율을 극대화하기 위한 태양전지 모듈의 배면온도를 낮출 수 있는 부유구조물의 최적화 설계에 대한 것이다. 저수지 수면은 태양에너지를 흡수하게 되면 물 온도의 상승으로 밀도저하가 발생되고 저수지의 수면이 최상층에 위치하여 지속적으로 태양에너지가 흡수는 경우 최상층의 수면온도가 $60^{\circ}C$ 이상 상승하게 된다. 이는 태양전지 모듈의 배면온도 상승을 주도하여 시스템 발전량의 감소원인으로 작용한다. 수상 태양광발전시스템의 효율 향상을 위해 태양전지 모듈의 온도 저하가 반드시 필요하고, 더불어 저수지 지리적 요건에 따른 바람의 영향 등을 고려한 태양광발전 부유구조물 최적 설계가 요구된다. 열전달 수치해석을 통해 태양광발전 구조물에 대한 최적설계, 태양전지 모듈의 온도 측정 및 성능 검증을 통해 태양광발전 구조물의 상하단의 높이의 최적 설계 조건을 확립하였다.

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고속 해류용 소형 대용량 해류발전기의 설계 (The Design of Small but Large Capacity Ocean Current Turbine Generator for High Speed Ocean Current)

  • 장경수
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.160.2-160.2
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    • 2011
  • 바다를 가로막는 방벽이나 방조제의 배수갑문 또는 조력발전소의 수문과 같이 인공 해양구조물을 통하여 흐르는 고속 해류를 이용하여 발전하는 해류발전 방식에 있어서, 고속 해류에 적합한 수차터빈과 발전기의 특성을 알아보았다. 조석간만의 차가 큰 지역에 설치되는 인공 해양구조물을 지나는 해류는 인공 해양구조물 전후에 발생하는 해수의 위치에너지 차이가 운동에너지로 바뀌면서 조석간만의 자연현상에 의해 발생되는 조류의 속도보다 훨씬 더 빠르게 흐른다. 이론적으로 우리나라의 서해안의 조석간만의 범위 3~8m로부터 7.5~12m/s 정도의 고속 해류가 가능하다. 이러한 경우에 적합한 해류발전기는 수차터빈 날개지름의 크기가 5m에서부터 12m 이하이면서, 증속기어박스와 발전기, 유압시스템 및 냉각시스템 그리고 전력변환장치를 포함하는 발전시설들을 해수면 위에 설치하는 것이 바람직하다.

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동적 조력 발전의 실용화를 위한 연구 (The Study of Dynamic Tidal Power for Practical Use)

  • 박영현
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.379-385
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    • 2019
  • 조력발전의 한 종류인 동적 조력 발전은 조석의 회절효과에 의한 위상차를 이용하여 발전하기 때문에 거대한 구조물이 요구된다. 실용화를 위해서는 경제성이 가장 요구되며, 이를 위해 다양한 연구들이 수행되고 있다. 본 연구에서는 기존 방식과 달리 여러 개의 구조물을 설치하여 발전량의 증가를 통한 경제성 향상을 도모하였다. 다수의 구조물 주변 해역의 흐름 변화를 연구하였으며, 효율적인 발전량 증가를 위해 구조물 사이에 적절한 간격이 필요함을 알 수 있었다.

레이저 스페클 간섭법에 의한 구조물의 변형해석 (Strain Analysis of Mechanical Structure by Laser Speckle Interferometry)

  • 김경석;강기수
    • 한국정밀공학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.19-23
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    • 2004
  • 최근 산업의 고도화와 함께 초고온, 방사선노출 등과 같은 극한환경에서 사용되는 구조물과 MEMS 와 같은 미소 구조물(Hicrostructure)이 많아지고 있으며, 이들의 변형해석을 위한 기존의 접촉식 기법들은 그 한계를 극복해야 할 필요가 있다 해결방안으로 레이저를 이용한 비접촉 측정방식이 많은 발전을 해오고 있으며, 특히, 스페클간섭법(Speckle inteferometry)기반의 변형해석 기술이 가장 뛰어난 기술로 인정받고 있다. 스페클간섭법은 컴퓨터 화상처리기술에 힘입어 전자처리 스페클간섭법(Electronic Speckle Pattern Interferometry : ESPI)으로 발전을 하고 있으며, 자동차와 같은 대형구조물의 변형해석에서 MEMS 구조물과 같은 미소구조물 변형해석까지 그 적용범위가 매우 넓다. 본 논문에서는 ESPI 를 이용한 변형해석분야의 국내외 기술현황 및 적응사례, 발전방향를 소개하였다.(중략)

지반-구조물 상호작용을 고려한 콘크리트 석션식 해상풍력 지지구조물의 지진거동 특성 (Seismic Behaviors of Concrete-Suction-Type Offshore Wind Turbine Supporting Structures Considering Soil-Structure Interaction)

  • 이진호;진병무;배경태
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권4호
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    • pp.319-327
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    • 2017
  • 본 연구에서는 콘크리트 석션식 지지구조물을 사용한 해상풍력발전시스템의 지진응답 해석을 수행하여 그 거동 특성을 파악한다. 전체 시스템을 RNA, 타워, 지지구조물로 구성된 구조계와 이에 접하고 있는 유체 및 지반의 부분구조로 분리하여 운동방정식을 유도한다. 구조계에 작용하는 유체의 동수압과 지반의 상호작용력을 산정하고, 이를 구조계의 운동방정식과 결합하여 전체 시스템의 지배방정식을 도출한 후, 이 방정식의 해를 구하여 해상풍력발전시스템의 지진응답을 계산한다. 해석 결과로부터 지반-구조물 상호작용은 콘크리트 석션식 지지구조물에 의해 지지된 해상풍력발전시스템의 지진응답을 크게 증가시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 특히, 지반의 유연성으로 인해 시스템의 고차 고유모드 응답이 증가할 수 있으므로, 해상풍력발전시스템의 동적거동 산정 시에는 반드시 지반-구조물 상호작용의 효과를 고려하여야 할 것이다.

FRP를 활용한 수상 부유식 태양광발전 구조물의 요소기술 개발 (Development of Element Technique for the Floating PV Generation Structure Using FRP)

  • 서수홍;최진우;주형중;남정훈;윤순종
    • Composites Research
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    • 제27권3호
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    • pp.103-108
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    • 2014
  • 섬유강화복합재는 단위중량당 강도와 강성이 뛰어나고, 단위중량이 작으며, 내부식성이 뛰어난 점 등의 다양한 재료성질의 장점이 있는 재료로서 건설분야에 적용이 점차 증가하고 있으며, 섬유강화복합재의 건설분야에 활용한 예로 수상 부유식 태양광발전 구조물이 있다. 수상 부유식 태양광발전 구조물은 최근 저탄소 녹색성장의 대표적인 사례로 각광받고 있으며, 안전성 및 경제성을 확보하기 위한 연구가 다수 진행되었다. 또한 수상 부유식 태양광발전 구조물은 최근 국내에 상용화 단지가 시공되었다. 본 논문에서는 상용화 과정에서 경제성 및 시공성을 위해 개발된 수상 부유식 태양광발전 구조물의 요소기술의 연구 개발 내용을 제시하였다.

수상 부유식 태양광발전 구조물의 구조적 성능 평가 (Structural Performance Evaluation of Floating PV Power Generation Structure System)

  • 최진우;서수홍;주형중;윤순종
    • 대한토목학회논문집
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    • 제34권5호
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    • pp.1353-1362
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    • 2014
  • 최근 화석연료의 과도한 소비로 인해 다양한 환경문제가 발생하고 있으며, 이에 대한 대안으로 신재생에너지의 중요성과 그에 대한 시설의 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 이러한 수요를 만족하기 위하여, 다수의 태양광발전 구조물들이 건설, 계획되고 있다. 그러나 대부분의 태양광발전 시설들은 육지에 시공되고 있기 때문에 토지 이용에 따른 건설비의 증가와 토지 개간에 의한 추가적인 환경문제 등이 발생하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근 국내에서는 FRP를 활용한 수상 부유식 태양광발전 구조물에 대한 연구를 지속적으로 수행하고 있다. FRP는 높은 강도와 내부식성 및 작은 단위중량 등의 장점을 가지고 있기 때문에 최근 토목분야에서 각광받고 있으며, 이러한 재료적 특성은 자중에 따라 부력체의 크기가 결정되는 수상 구조물에 특히 유용하다. 이 연구에서는 수상 부유식 태양광발전 구조물과 구조물을 구성하는 SMC FRP 수직재의 구조적 성능을 평가하기 위한 해석적, 실험적 연구를 수행하였다. 수상 부유식 태양광발전 구조물은 유한요소해석을 통해 정적거동을 평가하고, 실험을 통해 동적거동을 평가하였다. 또한 SMC FRP 수직재는 유한요소해석을 통해 구조안전성 및 좌굴안정성을 평가하였으며, 실험을 통해 압축 및 인발 하중에 대한 구조적 거동 특성을 검토하였다. 검토 결과 펄트루젼 FRP (pultruded FRP)와 SMC (Sheet Modoling Compound) FRP로 구성된 구조시스템은 외부하중에 대한 안전성을 확보하고 있음을 확인하였다.

콘크리트 구조물의 보수ㆍ보강기술의 발전방향 (Discussions for Improvement of Concrete Rehabilitation Technology)

  • 최완철;정원용
    • 콘크리트학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.6-8
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    • 2002
  • 콘크리트는 국내 건설 구조재료에 있어 강재와 더불어 중요한 건설재료로서, 특히 경제발전이 가속화되기 시작한 1960년대 후반 이후 사회간접자본의 확충과 1970 ~ 1980년대의 경제 성장기에 대부분의 구조물 축조에 사용되었다 그러나, 짧은 기간에 걸쳐 많은 구조물을 양산하고 이들을 유지 관리하는 것에 소홀하여 20~30년이 경과한 현 시점에서 설계 및 시공의 부실과 외부 환경의 변화 등에 따라 급속한 노후가 진행되고 있으며 콘크리트 구조체가 적정한 수명을 다하지 못한 채 사용금지 되거나 철거의 대상이 되고 있다.(중략)

발전로 계통설계에 있어서의 ASME Code 적용 (Application of ASME Code to NSSS Design)

  • 손갑헌
    • 기계저널
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    • 제33권8호
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    • pp.746-751
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    • 1993
  • 발전로 계통설계와 ASME Code의 적용과의 상호연관성을 이해하기 위하여, 관련되는 내용으 로서, 계통설계의 개요, 원자력발전소의 기기 및 구조물의 등급분류 및 실례를 개괄적으로 살펴 보았다. 앞에서 본 바와 같이 계통설계 결과로서 부여되는 기기 및 구조물의 등급은 바로 적용 ASME Code 또는 기타 산업기술기준을 결정하는 근거가 되는데, 이것은 원자력 규제법규나 지침 등에 근거하고 있음을 알 수 있었다. 이와 같은 내용에 대한 정확한 이해는 각 기기나 구조물의 설계에 꼭 필요함은 물론, 원자력발전소의 인허가를 위시한 규제업무를 충분한 안전성을 확보 하면서, 합리적으로 수행하는데 매우 유용하리라고 판단된다. 뿐만 아니라 앞으로 국내에서 독 자적인 기술기준을 마련하여 적용하고자 할 때 이러한 사항들이 일관성 있고 균형있게 반영되 어야 할 것으로 생각된다.

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