• 한국추진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.40-46
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• 1999

풍력발전용 회전날개의 공력성능과 시동특성은 정격출력 및 운용방법 등의 전체적인 시스템 성능을 결정짓는 중요한 요소이다. 따라서, 풍력발전용 회전날개를 설계한 경우 공력성능과 풍속 및 깃각에 따른 시동특성은 반드시 검토되어야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 수평축 풍력발전용으로 개발된 회전날개의 공력성능을 해석하기 위한 프로그램을 개발하였으며, 타당성 검증을 위해 상용화 되어있는 회전날개의 공력성능해석을 수행한 결과 회사측에서 제시한 실험치와 잘 일치함을 확인하였다. 또한 개발된 공력 해석 프로그램을 바탕으로 시동특성 해석 프로그램을 개발하여 분석한 결과 우리나라와 같이 저풍속에서 운용되는 풍력발전기에는 가변깃각 제어방식이 유리함을 확인하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.1-6
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• 2013

정격풍속이상에서 발전기의 출력을 일정하게 유지하기 위하여 PID에 기초한 다양한 종류의 방법들이 발표되었다. 그러나 고정된 PID 이득을 이용한 이러한 방법에서는 전 영역에서 동작하리라는 보장이 없다. 이 논문에서는 전 영역에서 동작하는 시스템을 설계하기 위하여 풍속의 강도에 따라 PID 이득이 변하는 방법을 제안하였다. 풍속의 강도에 따라 피치각에 따른 전력의 민감도는 계속 변하는데, PID 이득을 민감도의 함수로 유도하였다.

• 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.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.93-100
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• 1999

풍력발전은 넓은 범위의 속도제어를 요구하며, 권선형 유도발전기를 이용한 DFIG시스템을 이러한목적에 잘 부합한다. 동기속도 이상의 영역에서 풍속에 의한 원동기 속도와 증가에 불구하고 회전자 여자 주파수를 슬립주파수와 다르게 인가하여 DFIG의 속도와 출력 제얼르 다루고 있다. 속도제어와 동작점 이동의 해석을 위하여 토크시뮬레이션을 하였고, 회전자 여자주파수와 전압제어에 의해 출력이 정격값 이하의 안정된 영역에서 제어될 수 있음을 고찰하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.31-38
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• 2000

본 논문에서는 동기속도 이상의 풍속 영역에서 계풍연계된 DFTG(Doubly-Fed Induction Generaior) 시스템올 이용하여 발전기의 속도, 출력, 역률 제어에 대한 연구를 하였다. 이를 위하여 회전자 권선을 통하여 회전자 여자 주파수와 전압을 인가하였고,DBG의 전력소류와 등가회로의 정상상태 식을 해석하였다. 발전기의 속도와 고점차 일정출력제어는 회전자 여자주파수에 의해 이루어지고, 발전기의 정상적인 동작은 회전자 여자전류가 정격값올 넘어서는 안된다. 따라서 회전자 여자주파수에 의한 일정 출력운전상태에서 회전자 여자전류를 정격값이 되도록 회집자 여자전압을 제어여, 고정자 역률이 최적이 되도 DFIG를 운전하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.53-59
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• 2007

현재 화석연료에만 의존하는 에너지 시장을 변화시키고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있는 가운데 신재생에너지(연료전지, 풍력, 태양광 등)를 복합적으로 활용한 분산전원시스템에 관한 관심이 증가하고 있다. 이 가운데 풍력 발전시스템은 발전효율, 가격 측면 등에 있어 많이 연구되고 있다. 그러나 풍력발전시스템의 경우 난류가 되기 쉽고, 풍향이나 풍속이 수십초의 간격으로 변화하기 때문에, 바람의 에너지를 최대한 이용하는 최대전력점추종(MPPT)제어기의 역할이 가장 중요하다. 본 논문에서는 풍속과 풍차, 전력에 관한 정보를 사용하는 것으로 이전방식보다 간단한 MPPT를 제안하였다. 제안한 제어기는 시뮬레이션을 통하여 정격속도와 가변속도에서 항상 전력의 최대전력점에서 제어기가 동작하고 있다는 것을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권2호
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• pp.85-91
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• 2017

본 연구에서는 NREL 5 MW 해상풍력터빈 모형의 후류 유동장 분석을 위해 1/86 축소모형을 사용한 실험적 연구를 수행하였다. 정격출력 속도 11.4 m/s와 회전수 1,045 rpm 조건에서 열선풍속계를 사용하여 반경의 6배까지 후류에서 속도 결핍 및 난류도 변화를 측정하는 풍동시험을 수행하였다. 그 결과 풍력터빈의 후류에서의 속도결핍은 횡방향과 수직 방향으로는 반경의 2배 이내에서 회복됨을 볼 수 있었으며, 끝단 와류에 의한 영향은 반경의 5배 이후에는 나타나지 않음을 볼 수 있었다. 또한, 후류의 난류도는 블레이드 끝단 부근에서 크게 나타나며 길이방향으로 반경 거리까지는 급격한 감소가 일어나지만 이 이후부터 반경의 6배까지 유지되었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제35권3호
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• pp.17-25
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• 2015

The main objective of this study is to predict the wind power generation at the wind farm using various wake models. Modeling of wind farm is a prerequisite for prediction of annual energy production at the wind farm. In this study, we modeled 20 MW class Seongsan wind farm which has 10 wind turbines located at the eastern part of Jeju Island. WindSim based on the computational fluid dynamics was adopted for the estimation of power generation. The power curve and thrust coefficient with meteorology file were prepared for wind farm modelling. The meteorology file was produced based on the measured data of the Korea Wind Atlas provided by Korea Institute of Energy Research. Three types of wake models such as Jensen, Larsen, and Ishihara et al. wake models were applied to investigate the wake effects. From the result, Jensen and Ishihara wake models show nearly the same value of power generation whereas the Larsen wake model shows the largest value. New positions of wind turbines are proposed to reduce the wake loss, and to increase the annual energy production of the wind farm.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1407-1413
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• 2011

소형풍력발전시스템의 복합재 블레이드에 대한 실규모 구조시험 및 이를 모사한 구조해석을 통하여 설계 타당성을 검증하였다. 먼저 IEC 61400-2 에 규정된 설계 요구조건의 만족을 위하여 정격 풍속 및 IEC 61400-2 Case H 의 최악 조건에 대한 구조해석을 수행하고 이를 통하여 적층 순서 및 적층 두께를 결정하였다. 또한 이러한 구조해석의 타당성 검증을 위하여 IEC 61400-23 에 따라 구조해석과 동일한 하중조건에서의 실규모 구조시험을 실시하였다. 이러한 실규모 구조시험을 통한 구한 블레이드의 하중-변위 선도 및 표면의 변형률 특성을 이용하여 블레이드의 구조적 안전성을 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권8호
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• pp.905-911
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• 2012

부유식 해상풍력발전기의 시뮬레이션을 위해서 본 연구에서는 2MW 육상 풍력발전기에 부유구조물인 Tension Leg Platform(TLP) 구조를 추가하였다. 기상청 관측데이터와 해수면으로부터의 높이에 대해 풍속을 정의하는 지수법칙을 이용하여 풍하중을 산출하고 블레이드와 타워에 일정한 높이간격으로 적용하였다. 상대모리슨 방정식을 이용하여 파랑하중을 모델링하였다. 블레이드의 회전속도를 정격속도인 18rpm 으로 고려하고, 풍하중과 파랑하중 작용 시 2MW의 부유식 해상풍력기의 동적거동 해석을 수행하였다. 파랑하중에 대한 해상풍력기의 공진특성을 조사하기 위해 타워와 블레이드의 탄성체 모델을 구성하여 해상풍력기의 고유진동수를 계산하였다. 타워와 블레이드의 탄성효과가 해상풍력기의 거동에 미치는 영향을 분석하기 위해 타워만 탄성체로 구성된 탄성타워모델과 타워와 블레이드가 탄성체로 고려된 탄성타워 블레이드모델을 각각 강체 모델과 비교하였다.