• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.449-450
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• 2019

신재생에너지 중에서 풍력발전은 많은 연구가 진행되면서 상용화가 진행되었다. 하지만 파력발전은 세계적으로도 연구가 부족하고, 다양한 파력발전장치의 형태가 존재하면서 최적화에 대한 고민과 함께 아직 상용화에 접근하지 못하고 있다. 또한 풍력발전보다 더 많은 에너지 변환 단계가 존재하고, 파랑의 특성에 따른 입력 에너지가 급격하게 변화하기 때문에 파력발전용 PCS는 제어가 복잡하다. 본 논문에서는 파력발전장치의 각 단계의 실측 데이터를 기반으로 파랑의 특성을 반영한 에너지원의 모델링을 진행하고 이를 기반으로 파력발전용 PCS 제어특성 분석을 진행한다. 파력발전용 PCS는 백투백 컨버터(back to back converter)로 구성하고, PI 제어기 기반의 SVPWM을 사용한다. 결론적으로 본 연구를 기반으로 파력발전용 PCS 제어기 구성을 통한 향후 연구방향을 도출할 수 있을 것이다.

• 한국기계기술학회지
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• 제13권3호
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• pp.99-106
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• 2011

50kW급 동체회전형 파력발전시스템(WEC;wave energy converter)의 전력변환장치(PTO; power take-off)를 설계 제작한 후 성능시험을 하였다. 파력발전시스템은 2개의 실린더형 동체가 회전관절로 연결된 구조로 수면의 반정도 잠기는 구조로 되어있다. 파랑에 의해 유도된 회전관전의 움직임이 유압실린더에 힘을 가해주며, 유압실린더는 고압의 작동유를 축압기를 경유하여 발전기에 체결된 유압모터로 공급한다. 유압식 PTO은 유압실린더가 왕복운동하는 움직임을 이용하여 고품질의 전력을 생산하는데 효과전인 수단을 제공한다. 파력발전시스템의 경제성은 PTO의 에너지 변환 효율에 크게 의존한다. 발전기를 AC 380V 전력계통에 연계시킨 후, 발전기에서 나오는 출력이 5, 20, 35, 43kW 일때 PTO 전체와 개별기기에 대한 효율을 측정하였다. 본 논문에서 유압식 PTO시스템의 설계에 대해 설명하였으며 효율 향상에 초점을 맞추어 PTO 성능대해 분석하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권1호
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• pp.35-41
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• 2008

월파형 파력발전장치는 월류된 파랑으로 인하여 발생한 수두차를 이용하여 터빈을 구동하는 일종의 파랑에너지 변환장치로써 파랑에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치이다. 본 연구에서는 먼저 상용 CFD코드 인 Fluent를 사용하여 수치조파수조를 구현하고, Reynolds-Averaged Navier-Stokes 방정식과 VOF 모델을 이용하여 2차원 수치 선형 규칙파를 생성한 후 이를 계산 결과와 비교 검증을 수행하였다. 다음으로 월류 성능의 최적 설계점과 파력발전 장치의 월류 충전량을 고찰하기 위하여 여러 가지 파랑조건과 형상변수들에 대하여 계산을 수행 하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권4호
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• pp.273-278
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• 2009

월파형 파력발전장치는 월류된 파랑으로 인하여 발생한 수두차를 이용하여 터빈을 구동하는 일종의 파랑에너지 변환장치로써 파랑에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치이다. 본 연구는 상용 CFD코드 인 Fluent를 사용하여 수치 조파수조를 구현하여 월파형 파력발전장치의 해석에 도입을 하여 입사파 조건과 형상에 대한 계산을 수행하였다. 최적의 월류성능을 나타내는 구조물 사면형상을 도출하기 위하여 직선형과 포물선형을 채택하여 비교분석을 수행한 결과 포물선형 사면경사를 갖는 구조물이 더 우수한 월류성능을 보인다는 것을 확인 하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권1호
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• pp.29-33
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• 2007

파력발전장치 중 진동수주(Oscillating Water Column)형은 3단계 에너지 변환과정을 거치게 된다. 그 중 파랑에너지를 공기에너지로 변환하는 장치인 공기실의 형상을 바꿔가며 그에 따른 성능을 상용 CFD 코드인 FLUENT를 이용한 수치 해석 기법으로 연구하여 보았다. 통상 OWC형 파력발전장치는 공기실과, 터빈이 설치되는 덕트 간에 효율적인 이유로 급축소 형태를 취하고 있는데 이 때 공기실과 터빈 연결부의 형상이 파력발전 장치 전체 성능에 중요한 영향을 미치므로 공기실내의 압력을 최소화하고 터빈 유입유속의 가속화가 용이한 가장 적합한 형상을 정상 및 비정상 해석을 통하여 찾고자 하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권1호
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• pp.12-17
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• 2010

OWC 파력발전장치는 에너지 변환장치로 널리 사용되고 있고 공기실의 작동성능을 향상시키기 위하여 파랑집중장치를 고안 하였다. 본 논문에서 사용된 수치조파수조는 two-phase VOF모델을 기반으로 하여 구현되었고 재생된 규칙 입사파는 공기실까지 전달되어 내부의 왕복 유동장을 형성하게 하였다. 수치조파수조는 연속방정식, Reynolds-averaged Navier-Stokes방정식, two-phase VOF 법으로 구성 되였고 standard k- 난류모델, 유한체적법, NITA-PISO 알고리즘 그리고 dynamic mesh기능을 채택하였다. OWC 공기실 파랑집중장치의 성능에 대하여 수치적으로 고찰하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1836-1837
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• 2011

본 논문에서는 AWS형 파력발전 시스템의 최대전력 추종(Maximum Power Point Tracking: MPPT)을 위한 알고리즘 개발 기법에 대한 제안을 하고자 한다. AWS형 파력발전 시스템은 2004년 포르투갈에서 제안된 파도에너지 변환장치로, 해저에 위치하여 전력을 생산하는 특징을 지니고 있다. 파도의 상하 운동에 맞추어 AWS의 주요 부위인 본체가 움직이기 때문에 전력 생산량이 일정치 못하며, 특히 계절 및 환경에 따른 영향을 많이 받게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 신재생 발전에서 많이 활용되는 MPPT 제어 기법을 제안하게 된다. 제안된 기법의 활용을 통해 AWS형 파력발전 시스템의 전력 생산성 향상 및 전력 안정도에 대한 연구를 수행하게 된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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• pp.39-44
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• 2006

파력발전장치 중 진동수주 (Oscillating Water Column) 형은 3단계 에너지 변환과정을 거치게 된다. 그 중 파랑에너지를 공기에너지로 변환하는 장치인 공기실의 형상을 바꿔가며 그에 따른 성능을 상용 CFD 코드인 FLUENT를 이용한 수치 해석 기법으로 연구하여 보았다. 통상 OWC형 파력발전 장치 전체 성능에 중요한 영향을 미치므로 공기실내의 압력을 최소화하고 터빈 유입유속의 가속화가 용이한 가장 적합한 형상을 정상 및 비정상 해석을 통하여 찾고자 하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권3호
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• pp.173-180
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• 2007

파력에너지 변환을 위해 설계된 착저식 진동수주형 공기실 내의 파진폭 변화를 우리나라 연안의 특징적인 파랑 조건을 적용하여 조사하였다. 진동수주형 공기실의 형상인자가 파력에너지 변환에 미치는 영향을 파력에너지의 흡수 효율 관점에서 분석하였다. 실험적 및 수치적 접근법을 함께 사용하여 그 결과들을 상호 비교하였으며, 주어진 파랑 분포 하에서 파력에너지 흡수가 최대가 되는 형상인자들의 최적화를 목적으로 연구가 수행되었다. 실험은 공기실의 이차적원 형상을 가정하여 이차원 조파수조에서 실시되었으며, 수치적 해석은 공기실 내에서는 변동하는 공기압을 고려할 수 있도록 Rankine Green 함수를 적용하고 공기실 밖에서는 Kelvin Green 함수를 적용하는 합성 적분방정식에 기초하여 수행되었다. 공기실 상부의 덕트 직경, 공기실 폭, 공기실 전면벽 및 후면벽의 깊이는 흡수되는 파력에너지의 크기와 정점 주기를 민감하게 변화시키는 주요한 형상인자들임을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.225-243
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• 2014

단독의 파력발전 변환장치(WEC)를 설치하는 경우 경제성이 떨어지는 문제점이 있으므로 기존 혹은 신설의 방파제에 WEC를 적용하여 파랑제어와 파랑에너지의 이용을 동시에 도모하는 방식이 많이 추진되고 있다. 본 연구는 방파제로 연구 개발된 압축공기 주입식 방파제에 진동수주형 파력발전시스템을 탑재한 경우 방파제로의 기능과 파력발전장치로의 기능을 병행하여 검토한다. WEC로써의 기능을 검토하기 위해서는 압축공기실에서 유출되어 WEC로 유입되는 압축공기 흐름속도가 정확히 평가될 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 선형속도포텐셜이론에 기초한 경계요소법을, 압축공기 흐름해석에 Boyle법칙과 단열변화과정에 기초한 상태방정식을 각각 적용하여 수치시뮬레이션을 수행한다. 이로부터 얻어진 해의 타당성은 여러 형태의 구조물에 대한 기존의 수치해석결과 및 실험결과와의 비교로부터 검증되며, 실제의 수치해석에서는 진동수주형 파력발전시스템을 탑재한 고정식 및 부체식의 방파제에서 여러 파라미터들의 변화에 따른 파랑변형율, 구조물의 운동 및 공기흐름속도의 특성을 규명한다. 또한, 풍력발전시스템을 본 구조물에 복합적으로 적용할 수 있으므로 파력과 풍력을 동시에 구비한 복합발전시스템의 방파제로도 기대될 수 있다.