• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제31권4호
• /
• pp.221-228
• /
• 2019

해수의 유속과 전기 부하에 따른 쉬라우드 조류발전 시스템의 유동장 특성과 발전 성능 분석을 위하여 회류수조를 이용한 축소모형실험을 수행하였다. 발전기에 연결되는 전기 부하에 대하여 터빈 블레이드의 분당 회전수와 발전기의 전압, 전류를 동시에 측정하여 전기적 출력을 계산하였으며 일정한 유속 조건에서 부하에 따라 큰 차이가 나타났다. 전기 부하가 감소함에 따라 터빈의 분당 회전수는 특정 구간에서 급격히 증가하였고, 평균 약 2배 정도 증가하였다. 또한 부하의 감소와 함께 전력이 급격히 상승하였고, 일정 구간에서 최대 전력지점을 보인 후 낮아지게 된다. 이와 함께 실험 유속이 증가함에 따라 높은 전기 부하에서 최대 전력지점이 나타났다. 이러한 유속 조건과 전기적 부하에 따른 쉬라우드 조류발전 시스템의 유동장 특성과 발전 성능 분석에 대한 결과는 효율적인 쉬라우드 조류발전 시스템 개발에 필요한 기초 자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제35권6호
• /
• pp.765-772
• /
• 2011

본 연구에서는 선박 전원용 SOFC 시스템에 대한 HIL(Hardware-In-the-Loop)을 구축하기 위하여 실시간 코드 생성이 가능한 연료전지 시스템 모델을 개발을 하였다. 또한, 메탄을 연료로 사용한 내부개질형 500kW급 고체산화물형 연료전지 시스템에서 연료전지 스택으로 공급되는 애노드와 캐소드 공급가스의 온도 차이를 최소화하기 위하여 연료전지 스택 배기가스의 유량 분배, 연료 및 공기 공급 유량, 공급 공기 온도의 영향이 애노드 및 캐소드 공급 가스의 온도 특성과 연료전지 스택 출력 및 시스템 효율 등에 미치는 영향에 관하여 검토하였다. 그 결과 터빈 출구에 위치한 3-Way 밸브의 위치가 0.839에서 애노드와 캐소드 공급 가스 온도가 약 830K에서 동일하게 유지됨을 알 수 있었다. 또한, 애노드와 캐소드 공급 가스 온도를 높이기 위해서는 연료전지 스택 및 시스템 효율을 충분히 고려하여 메탄 공급 유량을 최적화하는 프로세스가 필요함을 알 수 있었다.

• 에너지공학
• /
• 제10권4호
• /
• pp.318-326
• /
• 2001

중저온 배열회수를 통해 열설비의 열효율을 향상시키기 위하여 1 MW급 유기랭킨사이클시스템을 설계, 개발하였다. 포항제철소에 있는 두 대의 100 MW급 기력발전소에서 발생하는 175$^{\circ}C$의 배가스를 산업체에서 발생하는 대표적인 중저온배열원으로 선정하고, 환경오염을 최소화할 수 있는 신냉매인 HCFC-123을 시스템의 작동유체로 선정하였다. 유기냉킨사이클시스템의 시험운전을 통하여 유기랭킨사이클시스템이 산업체의 중저온배열을 회수하는데 유용함을 확인하였다. 열수의 가열, 터빈기동 및 전기투입방법 등의 운전방법을 최적화하였다. 그러나 HCFC-123 공급펌프의 능력부족으로 작동유체의 공급이 부족하여 정격출력보다 낮은 670kW의 전력을 생산할 수 있었다. HCFC-123의 공급유량을 증가시키기 위하여 파이프의 압력손실저하 및 펌프의 성능 향상을 위한 펌프교체 등이 고려되어야 함을 알 수 있었다.

• 에너지공학
• /
• 제13권2호
• /
• pp.118-127
• /
• 2004

본 연구는 배기량이 16.7ι인 V8형 터보차져 인터쿨러 직접분사식 디젤기관에서 흡기포트의 선회유동과 연료분사계 및 과급기가 기관성능 및 배출가스특성에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하며 성능을 개선하는데 있다. 일반적으로 기관의 출력을 높이기 위하여 과급기 및 인터쿨러를 장착하여 과급공기를 냉각시켜 과급효율을 더욱 높인 TCI디젤기관이 보편화되고 있다 본 연구의 결과로서 흡기포트의 선회비가 2.25인 경우에서 압축비 17.5, re-entrant 8.5$^{\circ}$ 형 연소실, 노즐분공경 $\Phi$0.33*3+$\Phi$0.35*2, 노즐돌출량 3.18mm, 분사시기 BTDC 12$^{\circ}$CA, 과급기 T042(압축기 0.6A/R+46Trim, 터빈 1.0A/R+57Trim)경우가 기관성능 및 NO$_{x}$ 농도의 배출특성을 고려할 때 운전영역에서 가장 우수하여 흡기포트, 분사계 및 과급기에 대한 각 인자를 적정화할 수 있었다.

• Ocean and Polar Research
• /
• 제39권4호
• /
• pp.293-300
• /
• 2017

Various approaches have been tried in an effort to improve the power performance of a flapping tidal stream turbine after it was introduced as an alternative to conventional rotary turbines. Among the different approaches, researches on mimicking the morphology and behavior of animals have been conducted. In this study, we utilized a flapper to mimic the multi-joint pectoral fin of a Manta-ray and investigated its effect on power generation. Experiments were conducted by a dual flapping apparatus with rigid and flexible flappers in a towing tank facility. First, in order to determine the conditions that can produce high power generation, the performances of the dual rigid flappers were compared when input arm angles and frequencies are changed, and the two conditions $40^{\circ}$, 0.2 Hz and $40^{\circ}$, 0.3 Hz for the input arm angle, frequency were selected. When the mimicked flexible flapper was used instead of the front rigid flapper and the rear one, the power was improved by an average of 22% and 38% in the experimental conditions, respectively. Moreover, it was recognized from the apparent camber observed during the experiment that the flexible flapper had been successfully applied. If the feasibility of the Manta-Ray mimicked flapper is improved through subsequent researches, the flapping tidal turbine can be a viable alternative to rotary turbines in the near future.

• 한국추진공학회지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.46-53
• /
• 2017

본 논문은 "예혼합실+노즐+연소실"의 3단으로 구성된 예혼합 가스터빈 연소기의 열음향모델을 제시한다. 음향장의 동적특성은 화염섭동을 입력으로 화염면에서의 속도를 출력으로 하는 음향전달함수로 표현되었다. 음향전달함수의 극점들을 분석함으로서 음향장의 공진주파수는 각 단 사이의 면적비, 그리고 음향파가 각 단을 왕복 운동하는 3개 주파수들의 조합으로 주어짐을 보였다. 극점을 나타내는 함수의 형태를 분석하여 3단 연소기의 여러 파라미터가 변함에 따라서 공진주파수가 어떻게 변하는가에 대하여 해석적으로 분석하였고 문헌의 실험결과와 일치함을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제34권4호
• /
• pp.470-476
• /
• 2010

발전소 온배수 및 폐열을 이용한 1 MW급 폐쇄형 해양온도차발전 사이클에 대한 성능을 비교 분석하였다. 폐쇄형 해양온도차발전 사이클에 대한 열역학적 모델은 랭킨 사이클이고, 기화기 증발 열원으로 발전소 온배수를 이용하여 사이클 효율, 기화기 및 응축기 열량 등 사이클 성능을 비교 분석하였다. 발전소 온배수 온도가 증가함에 따라 기화기 내 증발 포화압력은 상승하게 되고 그로 인해 사이클 효율은 증가하였고, 총 출력 1 MW에 필요한 기화기 및 응축기 용량은 감소하였다. 따라서 발전소 온배수는 폐쇄형 해양온도차발전에서 주요한 열원으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 주위 이용 가능한 폐열이 있을 때 기화기 출구 작동유체와 열교환시켜 터빈으로 유입되는 작동유체의 온도를 상승시킨다면 사이클 효율은 크게 증가할 것이다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제40권10호
• /
• pp.673-679
• /
• 2016

초임계 이산화탄소 사이클은 소형화 및 효율 향상에 대한 잠재력 때문에 최근 관심이 증가하고 있으며, 원자력, 태양열(CSP) 및 화력 발전 분야에서 활발히 연구되고 있다. 이와 관련하여, 본 논문에서는 한국에너지기술연구원(KIER)의 초임계 이산화탄소 동력 사이클 연구 내용과 현황을 소개하였다. 1 단계 연구에서는 단순 초임계 브레이튼 사이클 실험 루프를 제작 및 시운전 하였으며, 현재 진행중인 2 단계 연구에서는 두개의 터빈과 두개의 재생기를 갖는 초임계 이중(dual) 브레이튼 사이클을 설계 및 제작하고 있다. 최적 설계를 위한 초임계 이중 브레이튼 사이클 모델링 및 시뮬레이션 결과, 본 연구에서 고려한 조건하에서, 사이클의 순출력을 극대화시키는 설계 변수가 존재함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제1권2호
• /
• pp.12-21
• /
• 1997

무공해 에너지원은 화석에너지의 고갈과 환경오염의 심각한 문제로 인하여 절실히 요구되고 있는 실정이다. 그중 풍력발전 시스템은 타 에너지원에 비해 여러 가지 측면에서 유리한 점을 가지고 있다. 본 연구에서는 500㎾급 풍력발전 시스템을 개발함에 있어, 적합한 공력성능 및 구조성능을 가지는 회전날개 설계과정을 수행하였다. 공력설계는 운용지역의 풍황을 고려하여 회전날개의 외형을 결정하였고 이를 바탕으로 공력성능해석이 수행되었으며, 구조설계는 복합재료를 사용하여 쉘-스파 구조를 갖도록 설계하여 굽힘 및 비틀림 그리고 피로수명에 대한 구조해석이 수행되었다. 그 결과 4m/s의 미풍에서도 운용가능하며, 12m/s에서는 정격출력 500㎾를 생산할 수 있는 형상이 설계되었고, 또한 20년 이상의 피로수명이 확보되었으며, 공진 등의 동적인 문제도 발생하지 않음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제38권4호
• /
• pp.311-320
• /
• 2014

풍력터빈 블레이드는 바람의 운동에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치로써 풍력발전시스템의 출력성능, 에너지변환효율, 하중 및 동적 안정성에 영향을 미칠 수 있기 때문에 주요부품으로 분류된다. 따라서 최적의 블레이드 설계결과를 얻기 위해서는 시스템 특성이 고려된 공력-구조 통합설계가 중요하며, 국제표준 또는 인증기관의 가이드라인에 따른 설계평가를 통해 구조건전성의 검증이 요구된다. 본 연구에서는 블레이드 설계 인증 시 요구되는 평가항목 및 판정기준에 대한 상세해설과, (사)한국선급의 인증기준에 따른 2 MW 급 블레이드(KR40.1b)에 대한 설계평가 결과를 제시하였다. 유한요소 해석에 의한 극한 강도, 좌굴 안정성, 한계 허용 팁 변형과 누적 손상 법에 의한 피로 강도 해석결과가 검토되었으며, KR40.1b 블레이드는 모든 평가항목에 대한 구조 건전성을 만족하는 것으로 확인되었다.