• 기계저널
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• 제54권7호
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• pp.34-39
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• 2014

소형 풍력발전시스템(Small wind energy conversion systems)은 대형 풍력발전시스템과 더불어 급격한 성장세를 유지하고 있다. 풍력발전시스템은 다양한 기계적 하부시스템(로터, 허브 및 기어박스 등) 및 전기적 하부시스템(컨버터/인버터, 제어기 등)으로 구성되어 있다. 이와 같이 다양한 하부 시스템의 일부분이 파손될 경우, 이는 전체 시스템의 파손 또는 정지를 야기할 수 있고 막대한 경제적 손실을 발생시킬 수 있다. 이 글에서는 대형 풍력발전시스템과 더불어 급격한 성장세를 유지하고 있으며 인간의 생활 공간에 근접하게 설치되는 소형 풍력발전시스템의 기계적 신뢰성 평가 동향에 대하여 소개하고자 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.362-363
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• 2014

항로표지는 선박의 안전한 항해를 도와주는 해상 교통에 매우 중요한 시설이다. 등대(무인등대, 등표)는 야간에 등화로 항로의 안전 수역과 암초 등 장애물의 위치를 표시하기 위하여 무인 섬이나 간출암 등에 설치하는 구조물이며, 해상이라는 특수적인 운용환경으로 인하여 높은 수준의 신뢰성과 안정성이 요구된다. 무인등대용 풍력발전기는 강한 바람에도 발전기가 파손 되지 않고 운영 될 수 있도록 내구성이 있어야 하나 설치운영 결과 해상의 기상악화, 돌풍, 해풍 등에 의한 잦은 파손 및 고장 발생으로 이에 대응할 수 있는 제품 개발이 필요하다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.460-467
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• 2012

최근 전 세계적인 기후변화와 기존 화석연료와 관련된 전 지구적인 관심사는 풍력발전에 대한 많은 관심을 불러 왔다. 특히, 10Kw이하의 소형 풍력발전시스템은 전 세계적으로 많은 국가에서 활발히 설치되고 있는 실정이다. 일반적으로 소형풍력발전 시스템이 상업적인 목적으로 설치되기 위해서는 해당 풍력발전시스템의 성능 인증이 필수적으로 요구된다. 이를 위해서는 효율적인 운영이 가능한 풍력발전 원격 모니터링 시스템의 개발이 요구된다. 이에 본 연구에서는 새로운 형태의 지그비 기반의 무선통신 기법을 이용한 무선 원격 모니터링 시스템을 제안하고자 하며 제안된 기법의 유용성 확인을 위해 실제 실험을 수행하고자 하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.472-473
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• 2014

본 논문에서는 직렬운전 소형풍력발전시스템의 해석 방법과 최대 파워를 추종하는 MPPT(Maximum Power Point Tracking)기법을 제안한다. 소형풍력 발전시스템은 개별 발전기에서 생성되는 역기전력이 낮아 배터리 충전과 같은 독립적인 부하에 전원을 공급하는 용도로 쓰이나 발전기를 N개 직렬연결하면 계통연계가 가능하다. 일반적인 풍력발전 시스템에서의 블레이드 출력은 출력 계수($C_p$) 곡선의 형태에 의해서 결정되고, 출력계수 곡선은 주속비(${\lambda}$)의 함수로 표현된다. N개의 발전기를 직렬연결 하는 경우 각기 다른 풍속에 대하여 출력파워 해석이 곤란하므로, 직렬 운전 시 발전기토크를 기준으로 한 해석과 이에 적합한 MPPT 방법을 제안한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.250-251
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• 2015

세계적으로 핵 연료와 자연에서 발생되는 화석 연료의 급격한 소비로 인해 자원의 부족으로 대체 에너지가 필요한 실정이다. 현재 세계적으로 많은 대체에너지를 개발 연구하고 있다. 그 중에 기존에 풍력발전 시스템은 대형의 추세로 시스템화가 발전되어 왔으며, 소형의 풍력 발전시스템은 단순하게 풍력발전 원리를 이용하여 발전시스템을 만들어져 왔다. 기존의 소형 풍력 발전시스템은 체계적으로 개발되어 온 것이 아니므로 발전 효율의 저하와 유지보수 문제점으로 많은 곳에서 방취되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 소형풍력의 발전 효율 상승과 동시에 태양 에너지를 발전 할 수 있는 하이브리드 발전시스템을 개발하고, 네트워크를 통해 하이브리드 발전시스템을 효율적으로 유지보수 할 수 있는 시스템을 개발하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.447-448
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• 2011

본 논문은 영구 자석형 동기 발전기(PMSG)를 사용하는 소형풍력발전기의 고조파 제거 및 단위 역률 효과를 갖는 AC-DC 컨버터에 관한 내용이다. 가변속도로 제어되는 풍력발전기는 입력전압 및 전류에 많은 고조파 성분을 가지고 있다. 제안된 컨버터는 단일 스위치를 갖는 3상 승압형 정류기 형태로 인덕터 전류가 불연속모드(DCM)로 동작되며, 입력전류의 고조파를 제거하여 단위 역률을 갖는 단상 220V, 3kW의 소형풍력발전기용 컨버터이다.

• 공업화학
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• 제26권4호
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• pp.489-494
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• 2015

점차적으로 지구의 화석연료가 고갈됨에 따라, 효율적인 에너지 저장과 함께 그린에너지에 대한 기술과 수요가 절실히 요구된다. 풍력에너지는 현재 세계에서 가장 빠르게 확장되는 에너지원이다. 하지만 엄청난 가격의 대형풍력발전기 설치비와 정격풍속인 12 m/s 이상을 요구하는 상황에 따라 내륙에서의 풍력발전의 설치는 어려운 상황이다. 따라서 위의 문제를 해결하기 위하여, 저풍속에서도 발전가능한 소형풍력발전기를 실험하고자 하였다. 본 연구에서는 내륙에서의 풍황조건을 분석하고, 300 W와 1 kW 용량의 소형풍력발전기를 옥상에 설치한 후, 그들에 대한 발전효율 특성을 비교하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.91-92
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• 2017

풍력 발전 시스템에서 정격 풍속 이상의 바람에 대응하기 위해서는 일반적으로 전기적 브레이크와 기계적 브레이크가 요구된다. 기계적 브레이크는 상대적으로 응답성이 느리며 그 시간 동안 발전기 rpm 증가에 따른 DC전압 상승에 대응하는 전기적 브레이크의 역할이 시스템 안정성에 있어 매우 중요한 요소이다. 전기적 브레이크 중에서도 소형풍력 발전시스템에서는 DB(Dynamic Brake)저항을 통해 부하를 걸어주는 방식이 주로 쓰인다. DB 저항 구동에 있어 히스테리시스 루프에 기반한 PWM제어가 일반적으로 통용되는 방식이다. 이러한 방식과 비교하여 제어 안정성, 전압 오버슈트 등의 면에서 우수한 DB저항 제어 방식을 제안하며 히스테리시스 방식과 과도상태 정상상태 특성 비교 및 성능 분석을 시뮬레이션 결과를 통해 제시한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.1-5
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• 2013

본 연구에서는 소형풍력발전용 블레이드의 축소모델을 대상으로 단순 하중 계산 및 구조 시험을 수행하였다. 먼저, 연구 대상인 블레이드의 초기 모델의 0.2 비율만큼 축소하여 설계 및 제작하였다. 그리고 소형 풍력발전 국제 규격인 IEC 61400-2에 의거한 단순 하중 계산식을 이용하여 모멘트를 획득하였다. 또한, 추를 이용한 구조시험을 수행하여 최대 모멘트를 획득하였다. 이를 통하여 계산 및 시험에 따른 최대 모멘트를 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1A호
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• pp.27-33
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• 2010

본 연구에서는 소형 풍력발전기를 교량에 설치하여 전력생산과 아울러 내풍안정성을 개선할 수 있는 방안을 연구하였다. 이를 위하여 기존 공기역학적 진동억제 대책과 유사하게 교량에 풍력발전기를 설치하기 위한 방법과 풍력에너지 추정 방법을 제시하였다. 풍동실험 결과를 보면, 페어링처럼 소형 풍력발전기를 설치하면 와류진동을 거의 억제할 수 있는 것으로 나타났고, 이때 교축방향 최적 이격 거리는 터빈 직경의 3-4.5배인 것으로 나타났다. 그리고 풍력발전기를 설치하면 항력계수는 낮아지고 양력계수의 기울기도 음에서 양의 값으로 바뀌어 전반적인 내풍안정성이 향상되는 것으로 나타났다. 한편 풍하측의 풍력발전기는 평균풍속이 낮아 발전을 못하지만, 풍상측의 풍력발전기는 상당량의 전기에너지를 생산하는 것으로 나타났다.