• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.138-148
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• 2024

다중공진 파력발전체는 파랑의 공진현상을 복합적으로 이용하여 실해역의 평상파 내습시에도 파랑을 증폭시켜 효율적인 발전이 가능하다. 공진에 의해 파랑이 증폭될수록 다중공진 파력발전체의 발전 효율이 증가하며, 발전 효율이 최대가 될 수 있도록 공진부의 형상 최적화가 필요하다. 다중공진 파력 발전체는 항만 공진부와 수로 공진부에서 파랑을 증폭시키며, 본 연구에서는 수로 공진부의 길이, 위치 등 다양한 조건에서 CFD 수치실험을 수행하여 조건 별 상관성을 분석하고 수로 공진부의 최적 형상을 도출하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.279-280
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• 2015

본 논문에서는 연근해 파력발전 시스템을 제안한다. 바다에는 부력체와 동력전달부만을 설치하고, 나머지 시스템은 육상에 설치하여, 기존의 원해 파력발전 시스템에 비해 초비 투자 비용이 저감된다. 연근해 파력발전 시스템의 축소 모형을 제작하였으며, 이를 통해, 연근해 파력발전 시스템의 출력 특성을 분석하였다. 제안된 시스템의 출력 특성이 풍력발전 시스템의 특성과 비슷하게 나타남을 확인할 수 있으며, 실현 가능성이 충분하다고 판단할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권6호
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• pp.557-563
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• 2016

파력발전시스템의 에너지 흡수 효율은 입사파의 파력과 발전기 구동 동력의 비로 정의된다. 흡수 효율은 파력발전시스템의 동적 거동에 의존하기 때문에 파력발전시스템의 에너지 흡수 효율을 예측하기 위해서 파력발전시스템의 동적 해석이 요구된다. 본 논문에서는 에너지 흡수 효율을 예측하기 위하여 파력발전시스템의 동적 해석을 수행하였다. 파력발전시스템의 동적 해석을 위해서 상용 다물체동역학 해석 프로그램인 RecurDyn을 사용하였고, 부유체에 작용하는 파력을 모델링하기 위해서 Morison equation을 적용하였다. 효율분석 결과 파고가 낮고, 주기가 짧을수록 흡수효율이 높아지는 경향을 보인다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.936-942
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• 2014

화석 연료의 고갈로 인해 신재생 에너지에 관한 관심이 날로 증가하고 있다. 그 중에서도 예측가능성이 높고 이용 가능한 양이 풍부한 파력에너지에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 부유체-균형추식 파력발전장치는 진동 타입과 비교해 구조 강도가 증진된 장치이며, 부유체의 포면에 웨이브 캠버라 불리우는 격벽을 설치하여 파도가 오직 상하운동만을 하도록 만들었다. 본 논문은 주로 병렬 연결된 파력 발전장치의 발전량에 중점을 두고, 그 발전량을 계산하였다. 그 결과, nl/L의 값이 증가할수록, 더 많은 전력량이 발생하고, nl/L=0.40 이상이 되었을 때, 상시 연속적인 발전량이 얻어진다는 것을 알 수 있었다. 이 연구를 통해서, 실제 해역 조건에 유리한 유수실을 설계하는데 기본 자료로 활용할 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권8호
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• pp.1028-1034
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• 2011

본 논문에서는 파도의 상하운동에너지의 이용효율을 높이기 위해서 부양체와 2 D.O.F.(자유도) 진동발전시스템을 일체로 구성한 파력진동발전시스템을 제안한다. 파도가 갖는 상하운동 주파수 중 속도 에너지가 큰 주요 주파수 ${\omega}_1$, ${\omega}_2$을 선정하고, 2 D.O.F. 파력진동발전시스템의 고유진동수와 선정된 주파수들을 일치시킨다. 그러면 공진효과에 의해 각각의 질량과 권선사이의 상대속도가 파도의 상하운동속도보다 커진다. 또한 2 D.O.F. 진동시스템의 연성효과로 인한 1 D.O.F. 파력진동발전시스템보다 더 많은 전기에너지를 얻을 수 있다. 따라서 본 논문에서 제안한 2 D.O.F. 파력 발전시스템은 파도가 갖는 에너지를 더 많이 이용할 뿐만 아니라 더 많은 전기에너지를 얻을 수 있는 장점을 가짐을 알 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제32권5호
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• pp.393-401
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• 2018

This paper reports a novel mobile-type wave energy harvesting system. The proposed system adopts a wave glider's propulsion mechanism. A wave glider's blades were mounted on a circular layout and generated a rotational motion. Combining the wave converting system with the wave glider, a mobile floating-type robotic buoy system was developed. It enabled the relocation of the buoy position, as well as station-keeping for long term operation. It had a small size and could efficiently harvest wave energy. A feasibility study and modeling were carried out, and a prototype system was constructed. Various tank tests were performed to optimize the proposed wave energy harvesting system.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.17-18
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• 2014

파력발전기의 유형은 진동수주형, 월파형, 가동물체형으로 나누어진다. 그 중 가동물체형은 파도에너지를 기계적 운동에너지로 전환하여 발전하기 때문에 가동물체의 운동량이 증가해야 발전량이 증가 할 수 있다. 본 논문에서는 가동물체형 파력발전기를 발전시스템이 있는 구조물 본체와 가동부유체로 구성하고 바 형태의 다리로 연결하였다. 다양한 정면파 조건에서 가동부유체와 구조물 본체 간 연결 방식 변화에 따른 운동 특성을 연구하고, 발전축의 모멘트와 각속도를 계산하였다. 이 연구는 가동물체형 파력발전기의 설계시 기초 자료로 사용 될 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권6호
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• pp.780-787
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• 2012

일반적으로 파력진동발전기는 부양 체, 진동시스템, 선형발전시스템으로 구성된다. 기존의 파력 진동발전기는 진동시스템과 파도에너지가 갖는 주파수를 일치시켜 공진현상을 이용하여 에너지효율을 극대화하였다. 그러나 파도에너지가 갖는 주파수는 시시각각 변하기 때문에 공진을 이용하여 파도에너지를 효율적으로 얻는 것은 어렵다. 본 논문에서는 이러한 단점을 해결하기위해 파력 발전기를 구성하는 부양 체와 진동시스템에 대하여 연구하였다. 먼저 파도에너지가 갖는 중심주파수에서 공진이 발생되도록 바다에 떠있는 부양 체를 설계하였고, 진동시스템과도 공진이 발생되도록 진동시스템을 설계하였다. 그 결과 일정 주파수대역에서 파력진동발전기를 구성하는 부양 체와 영구자석사이의 상대속도는 증가한 반면 부양 체와 바닷물사이의 상대변위는 작아짐을 알 수 있다. 따라서 본 논문에서 제안한 방법은 기존 방법에 비해 부양 체와 바닷물사이의 상대변위가 작기 때문에 극한 바다 주변 환경으로부터 부양 체의 안정성을 확보할 수 있고, 시시각각 변하는 주파수를 갖는 파도에너지로부터도 더 많은 운동에너지를 얻을 수 있는 장점을 가진다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.50-55
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• 2015

본 연구에서는 등부표를 이용하여 외해에서 입사되는 파랑에너지를 전기에너지로 변환시키는 파력발전 방식에 대하여 연구하였다. 등부표와 직선형과 시소형 자가 발전체를 1/10 축소 모형으로 제작하고, 파랑수조에서 실험을 실시하였다. 이러한 시스템에서 서로 다른 파고와 주기를 갖는 파랑을 대상으로 등부표의 수평 및 수직 경사, 발생 전류와 에너지를 측정하였다. 이를 통하여 전기 에너지 획득 가능성을 확인하였고, 차후 연구 과제를 제안하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권3호
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• pp.194-202
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• 2016

본 연구에서는 10 MW급 부유식 파력-풍력 복합발전 시스템의 플랫폼 초기 개념설계를 위해 유한요소해석 기반 위상 최적화를 검토하였다. 실제 파력-풍력 복합발전 시스템 플랫폼의 위상최적화를 수행하기 전에 단순화된 구조설계 문제를 이용하여 효율적인 위상최적화 이론을 확인하고자 밀도법과 균질화설계법의 두 가지 위상최적화 이론을 적용하였다. 단순화된 설계 문제의 결과로부터 균질화설계법 이론을 파력-풍력 복합발전 시스템의 플랫폼 위상최적화에 적용하였다. 파력-풍력 복합발전 시스템의 플랫폼 개념설계를 위해서 유한요소해석 모델을 생성하고 설치해역의 해양환경하중을 고려하여 구조해석을 수행하였다. 설계파 및 조류와 같은 해양환경하중으로부터 기인하는 플랫폼 상의 압력과 계류삭의 인장력을 산출하기 위하여 동수력학 해석을 수행하였다. 구조해석을 위한 하중조건은 부유체 동수력학 해석으로부터의 결과와 파력-풍력 복합발전 시스템 중량을 고려하였고, 경계조건은 관성제거법을 사용하여 구현하였다. 밀도법 기반 파력-풍력 복합발전 시스템 플랫폼의 위상최적화 결과로부터 개념설계 단계에서 주요 구조부재의 배치방안을 제시하였다. 본 연구결과로부터 위상최적화는 부유식 파력-풍력 복합발전 시스템과 같은 새로운 형식의 해양구조물 개발에 있어서 주요 구조부재 배치의 개념설계에 대해 유용한 설계도구임을 확인하였다.