• 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.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권6호
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• pp.597-601
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• 2013

최근 해양시설물용 파력발전시스템은 본래 기능과 연계한 하이브리드 형태로 많은 연구개발이 이루어지고 있다. 이 중 방파제에 설계된 진동 수주형 파력발전시스템의 경우, 기존의 방파제의 기능에 더불어 터빈을 통해 파랑에너지를 전기에너지로 변환하는 발전기능을 갖는다. 이러한 형태의 발전 시스템은 해수를 손실 없이 최대한 많이 유입되도록 하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 유입구 형상에 따른 파력발전시스템의 출력 특성에 대해 기술하였다. 또한 일반적인 해양 구조물인 방파제에 부착된 진동수주형 웰즈터빈 모델을 시뮬레이션 하여 유입구 곡면 각도에 따라 변화하는 유입량과 해수속도 그리고 그에 따른 웰즈터빈의 출력을 측정하였다. 마지막으로 시뮬레이션 결과를 바탕으로 하여 에너지 변환 효율을 높이기 위한 유입구 형상을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1579-1584
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• 2011

본 논문에서는 파도의 에너지를 전기에너지로 변환하는 파력발전시스템에 대해 다루며, 발전기 및 12개의 암을 가진 가동물체형 파력발전기를 기구학적 구속조건을 이용하여 다물체 동역학 모델링 하였다. 새롭게 제안하는 파력발전기의 기어 메커니즘과 구속방정식 및 전달되는 힘요소에 대해 동역학적으로 모델링하였다. 파력은 시간영역에서 모리슨 방정식을 이용하여 수치적으로 계산하여 모델에 적용하였다. 시스템 거동해석을 위해 상용 다물체동역학 해석프로그램인 MSC/ADAMS를 이용하였다. 파력발전시스템의 파도에 대한 안정성을 검토하고 동적 거동 특성을 분석하였다. 하중에 따라 거동 특성을 분석한 결과 Yaw 운동은 상대적으로 적게 나타났으며 파고 1 m 이상일 경우 충분한 운동에너지가 발생함을 알 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권2호
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• pp.257-263
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• 2013

본 논문에서는 파력에너지를 전기에너지로 변환시키는 파력발전기를 다물체 동역학을 이용하여 모델링 하였으며, 계류시스템이 부유식 파력발전기에 미치는 영향에 대해서 분석하였다. 계류시스템이 파력발전기에 미치는 영향을 줄이기 위한 연구가 많이 이루어지고 있다. 구속방정식과 힘 요소를 이용하여 다물체 시스템을 모델링 하였으며, 3 차원 파랑하중을 적용하여 부유체에 작용하는 파력을 모델링 하였다. 파력발전기의 거동과 발전량을 분석하기 의해 상용 다물체 동역학 해석프로그램인 MSC/ADAMS 를 이용하였다. 계류시스템이 있을 때와 없을 때의 결과를 비교하였고, 특히 극한 파랑하중이 작용했을 때의 시뮬레이션을 통해 파력발전기의 안정성을 평가하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.20-25
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• 2001

부유식 파랑에너지 변환시스템(Oscillating Water Column)에서 에너지 변환은 입력파와 챔버, 챔버내 공기의 상호작용으로 이루어진다. 이 논문은 파랑에너지를 기계적 운동으로 변환하는 기계적 특성을 해석한다. 단일 진동수 규칙파가 입력되었을 때에 파에 의하여 챔버의 상하운동이 선형적으로 발생하며, 이 상하운동은 챔버내의 압력 변화에 영향을 받는다. 상하운동과 챔버내로 투과한 파, 그리고 챔버내 압력에 의해 발생되는 파에 의해 챔버내의 상대운동을 정하고, 그 상대운동에 의한 공기의 압축 팽창과 온도상승을 근사적 열역학적 방정식으로 해석하여 오리피스를 통한 유량과 압력을 기준으로 에너지 변환요율을 결정하였다. 얻어진 식은 간단하면서도 관련요소의 영향을 전반적으로 표현한다. 개구율 변화에 따른 운동응답을 비교하였다.

• 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.

• 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.

• 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.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.55-61
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• 2003

This paper represents the effect of rotor geometry on the performance of a small-scale Wells turbine for wave energy conversion. In this study, four kinds of blade profile were selected from previous studies with regard to the blade profile of the Wells turbine. The experimental investigations have been performed for two solidities by model testing under steady flow conditions, and then the effect of blade profile on the running and starting characteristics under sinusoidal flow conditions have been investigated by a numerical simulation using a quasi-steady analysis. In addition, the effect of sweep on the turbine characteristics has been investigated for the cases of CA9 and HSIM 15-262123-1576. As a result, a suitable choice of these design factors has been suggested.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.99-105
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• 2003

This paper presents the effect of rotor geometry on the performance of a small-scale Wells turbine for wave energy conversion. In this study, four kinds the Wells turbine of blade profile were selected from previous studies. The types of blade profile included in the papers are as follows: NACA0020 ; NACA0015; CA9; and HSIM 15-262123-1576. The experimental investigations have been performed for two solidities by testing model under steady flow conditions. The effect of blade profile on the running and starting characteristics under sinusoidal flow conditions have also been investigated by a numerical simulation based on a quasi-steady analysis. In addition, the effect of sweep on the turbine characteristics has been studied for the cases of CA9 and HSIM 15-262123-1576. Based on the evaluation, a suitable choice of these design factors has been suggested. As a result, it seems that a suitable choice of the sweep ratio of 0.35 for the blade profile of the Wells turbine.