• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.65-68
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• 2002

Most of the present demand in the world is met by fossil and nuclear power plants. A small part is met by renewable energy technologies. Among the renewable power sources, wind and solar energy have experienced a remarkably rapid growth in the past 10 years. Recently the utilization of wind power has been receiving close attention in this country, especially for the electrification of off-shore islands. The objective of this study is to demonstrate a small wind energy system as a stand-alone power source.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.37-38
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• 2015

• 청정기술
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• 제23권1호
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• pp.90-94
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• 2017

현재 풍력발전은 우리나라에서 가장 주목 받고 있는 신재생에너지 분야로 많은 연구가 진행 중이다. 풍력발전을 구성하는 요소 중 핵심 요소인 블레이드에 손상이 발생할 경우에 발전 효율에 직접적인 영향을 미치므로 효율적인 유지보수를 위해 초기에 결함을 측정하는 기술이 매우 중요한 상태이다. 그러나 기존의 초음파 비파괴 검사 및 열화상 비파괴 검사는 소요시간이 길고 실시간 모니터링이 어려우므로 초기 결함 측정이 불가능하다. 기존의 문제를 보완하고자 본 논문에서는 표면파를 이용한 블레이드 표면상태 실시간 모니터링에 관한 연구를 수행하였다. 압전센서 기반의 시스템을 구성하여 블레이드 표면샘플에 대해 공정 변수 별 기초 성능 실험을 하였고, 소형 블레이드에 대해 공정변수 별 실험을 통해 블레이드의 크랙, 벗겨짐, 장애물 등을 실시간으로 모니터링이 가능한지 연구 하였다.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.794-805
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• 2017

본 논문에서는 풍력발전기의 제어시스템에 대한 성능평가를 위한 실시간 처리 기반의 Hardware-In-Loop(HIL) 시뮬레이터와 안정적으로 운용할 수 있는 시스템 제어 알고리즘을 제시한다. 기존의 수행된 연구는 모터와 발전기가 결합되어 동력이 전달되는 구조로서, 소형풍력발전기의 발전기 토크와 전력변환장치의 대한 특성분석으로 그 시험 범위가 제한적이나, 제안하는 실시간 처리 기반의 풍력발전기 시뮬레이터를 통해서 정상운전과 비상운전을 포함하여 제어시스템의 알고리즘과 하드웨어 요소에 대한 시험 성능평가가 가능하다. 한편, 제안하는 시뮬레이터는 세부적으로 하드웨어와 동기화되어 운영 될 수 있도록 MATLAB, CODER 그리고 PLC Library를 활용하여 동적모델과 제어시스템을 포함한 실시간 처리 기반의 풍력발전기 모듈, 바람 데이터를 생성/처리하는 모듈, 전력계통 모듈 그리고 전체 시뮬레이터의 운용을 위한 'Host PC'로 구성된다. 실제 풍력발전기가 설치되는 환경을 기반으로 외부적/내부적인 요소를 변수로 다양한 시나리오에 대한 시험을 수행하여, 풍력발전기 제어시스템의 성능평가를 통하여 본 논문에서 제시한 HIL-시뮬레이터의 우수성과 효용성을 입증한다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권3호
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• pp.116-125
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• 2011

This study examined vertical shafts in high-rise apartments of the old high-rise buildings, reviewed the possibility of using flue ducts, and analyzed airflow patterns according to pressure differences between in and out side of flue ducts through computational fluid dynamics(CFD). The resulting conclusions are as follows: 1) The analysis results of airflow according to the stack effect of flue ducts show that smaller-diameter flue ducts(${\phi}1.2m$) would be morefavorable in increasing downward wind velocity than bigger-diameter ones(${\phi}1.6m$) and that the introduction ducts for outside air should be more than 50% of flue duct diameter to obtain a downward wind velocity higher than $3.0^m/s$ that is the minimum blade wind velocity of a small domestic wind generator. 2) The optimal installation location of a bypass introduction duct is the neutral plane of a flue duct or lower. When the diameter of the upper duct is bigger than that of the lower duct, it will generate more effects on the increase of downward wind velocity in flue ducts.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권3호
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• pp.126-132
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• 2011

Recently, high-rise apartment is being briskly built but there are problems such as lack of ventilation, stack effect and much energy consumption. Therefore It is recommended to develop a Small Wind Power System Combined Ventilator as a solution to solve these problems. The purpose of this study is to provide basis for Small Wind Power System Combined Ventilator in super high-rise apartment. This study conducted CFD simulation (Star-CCM) according to the shape of structures, building height and distance of two structures to identify the effect of wind speed increase when the structure is installed. As a result, pyramidal type was best suited for increase of wind speed. The best place was the front of the roof to main wind direction, and the best building height was 200m rather than 300m. If two or more small wind turbines combined ventilator are installed closely, vertical position to main wind direction is recommended. Horizontal position must necessarily be avoided, but height difference between two blades more than 3m showed good performance.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.197-204
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• 2018

In the present study, unsteady flow analysis has been conducted to investigate the blade forces and wake flow around a hybrid street-lamp having a vertical-axis small wind turbine and a photovoltaic panel. Uniform velocities of 3, 5 and 7 m/s are applied as inlet boundary condition. Relatively large vortex shedding is formed at the wake region of the photovoltaic panel, which affects the increase of blade torque and wake flow downstream of the wind turbine. It is found that blade force has a good relation to the variation of the angle of attack with the rotation of turbine blades. Variations in the torque on the turbine blade over time create a cyclic fluctuation, which can be a source of turbine vibration and noise. Unsteady fluctuation of blade forces is also analyzed to understand the nature of the vibration of a small wind turbine over time. The detailed flow field inside the turbine blades is analyzed and discussed.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1281-1289
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• 2011

본 논문에서는 소형풍력발전시스템 블레이드 제작에 사용되는 복합재료의 피로수명 데이터에 대한 통계적 해석을 위하여 다양한 확률분포 모델의 적합성에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 삼축 유리섬유강화 복합재료를 대상으로 0$^{\circ}C$, 45$^{\circ}C$ 및 90$^{\circ}C$ 의 하중방향에 대한 인장시험을 실시하였다. 또한 상기의 하중방향에 대하여 4 수준의 피로응력준에서의 피로시험을 수행하였다. 이를 통하여 획득한 피로수명 데이터를 대상으로 1) 전체 적합성, 2) 끝단 적합성 및 3) 피로물리 일치성의 기준을 이용하여 2 모수 Weibull, 3 모수 Weibull, 정규 및 대수정규분포의 적합성을 평가하였다. 또한 피로수명의 분산에 대한 하중방향 및 피로응력의 영향 역시 검토하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권6호
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• pp.693-701
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• 2012

In this study, a small wind turbine airfoil specialized for national wind condition was designed in order to develop the furling control type HAWT. And then a flow analysis was carried out based on the blade drawing which was designed to characterize of the developed airfoil. The result of the flow analysis showed that the torque on the 3 blades was 180.23N.m. This is equivalent to an output power of 5.66kw and an output efficiency of 0.44. Then we produced and constructed a 3kW - furling control type HAWT by getting the system unit design technology such as the specialized furling control device. By operating this turbine, we could get 3kW of the rated power at a wind speed of 10.5m/s through the ability test. Cut-in wind speed was 2m/s, generator efficiency was 92% at the rated power output. Sound power level was 87.2dB(A). Also we observed that the output power was limited to 10.5m/s with furling system operation.