• Title/Summary/Keyword: 풍력에너지변환

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Applications of Renewable Energy for Railway System (국내외 철도 시스템의 신재생에너지 적용현황)

  • Park, Haneol;Kim, Duk-Hyun;Kim, Dae-Nyeon
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2011.11a
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    • pp.135.1-135.1
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    • 2011
  • 철도 선진국을 중심으로 신재생에너지의 철도 시스템 적용이 가속화 되고 있고, 국내에서도 철도 시스템에 신재생에너지를 적용하려는 시도가 이루어지고 있다. 이미 상당수의 신규 역사가 BIPV(building integrated photovoltaic) 시스템을 적용하고 있고, 단순히 유휴지를 이용한 풍력 발전 시스템을 넘어서 차량의 주행풍을 이용하거나 차량 외부에 풍력 발전기를 설치하는 등의 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 수소 에너지를 연료로 하는 연로전지의 경우 기존 전기철도의 대체 연료로서 주목을 받으며 많은 연구가 이루어졌고 현재는 시험 운전 단계에 이르러 있다. 지열의 경우에는 벌써 오래전부터 승강장 또는 선로의 해빙장치의 에너지원으로 사용 되고 있다. 이밖에 수력 및 해양 에너지의 경우 전철전력의 청정 에너지 공급원으로 보고되고 있으며, 차량이나 역사 내에서 발생하는 운동 에너지를 수확하여 전기 에너지로 변환하는 에너지 하베스팅 기술이 새로운 신재생에너지 기술로서 많은 관심을 받고 있다. 에너지 문제와 온실가스 감축 의무 부담이 날로 가중되는 현 시점에서 신재생에너지의 전기철도 시스템 적용은 이 같은 문제를 해결할 수 있는 확실한 대안이 될 것이다. 본 논문에서는 국내외 전기철도 시스템의 신재생에너지 적용 기술과 적용 방안에 대해 고찰한다.

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Development of DC Power Simulator Considering the Battery Characteristics (배터리 특성을 고려한 DC전원 모의장치 개발)

  • Lee, Jong-Hak;In, Dong-Seok;Heo, Nam-Eok;Park, Young-Min
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2015.07a
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    • pp.127-128
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    • 2015
  • 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 태양광(PV), 풍력(WT) 등과 같은 신재생 에너지 출력안정화, 계통 전력품질 개선, 수용가 에너지효율화 등의 분야에 이용되고 있다. 에너지 저장 시스템은 전력변환장치와 에너지 저장 장치로 구성되며, 에너지 저장 장치로 배터리를 많이 사용하고 있다. 전력변환장치 및 제어기의 설계 및 검증을 위해서는 배터리를 전력변환장치에 연계하여야 한다. 하지만 배터리의 경우 고가에 관리가 어렵기 때문에 일반적으로 DC전원 모의 장치를 이용한다. 본 논문에서는 에너지 저장 시스템용 전력 변환장치 및 제어기의 설계 및 현실적인 검증이 가능하도록 배터리 특성을 고려한 DC전원 모의장치를 개발하였다.

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Development of Battery Simulator for Performance Verification of MW-class PCS (MW급 PCS 성능검증용 배터리 모의장치 개발)

  • Lee, Jong-Hak;In, Dong-Seok;Heo, Nam-Eok;Park, Young-Min
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2015.11a
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    • pp.97-98
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    • 2015
  • 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 태양광(PV)발전, 풍력(WT)발전시스템 등과 같은 신재생 에너지 출력안정화, 계통 전력품질 개선, 수용가 에너지효율화 등의 분야에 이용되고 있다. 에너지 저장 시스템은 전력변환장치와 에너지 저장 장치로 구성되며, 에너지 저장 장치로 배터리를 많이 사용하고 있다. 전력변환장치 및 제어기의 설계 및 검증을 위해서는 배터리를 전력변환장치에 연계하여야 하지만 배터리의 경우 고가에 관리가 어려운 문제로 인해 일반적으로 배터리 모의 장치를 이용한다. 본 논문에서는 대용량 에너지 저장 시스템용 전력변환장치 및 제어기의 설계와 현실적인 검증이 가능한 MW급 PCS 성능검증용 배터리 모의장치를 개발하였다.

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Grid-Connected Off-Shore Wind Power System Using 3-Level ANPC VSC (Active Neutral-Point-Clamped Voltage Source Converter) (Active NPC를 적용한 계통연계형 해상 풍력 발전용 전력변환 시스템)

  • Hong, Seok-Jin;Shin, Soo-Cheol;Lee, Hee-Jun;Choi, Chi-Hwan;Won, Chung-Yuen;Kim, Hack-Seong
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2012.11a
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    • pp.249-250
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    • 2012
  • 해상 풍력 발전은 가장 유망한 재생 에너지원의 하나이며, 육상 풍력 발전보다 풍력이 강력하고 일정하여 장시간 고출력 발생이 가능하다. 또한 소음, 공간적 한계, 경관훼손 등 기존 육상 풍력 발전의 단점을 보완하고 초대형 단지조성이 가능한 장점이 있다. 초대형 해상풍력단지에는 일반적으로 MW급의 해상풍력발전기가 사용된다. 본 논문에서는 MW급의 해상 풍력발전기에 ANPC(Active Neutral-Point-Clamped) Multi-Level VSC(Voltage Source Converter)를 적용하여 Back-to-Back으로 구성한 시스템을 제안하고 계통연계형 풍력 발전 시스템을 모의한 시뮬레이션을 통하여 제안된 시스템의 성능을 검증한다.

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800kW Grid-tied Power Conditioning System for the Battery Energy Storage System (에너지 저장 시스템을 위한 800kW 계통연계형 전력변환장치)

  • Choi, Jun-young;Lee, Jin-hee;Lee, Jae-hong;Kim, Young-wook;Son, Ui-kwon;Lee, Jeong-min
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2011.07a
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    • pp.324-325
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    • 2011
  • 본 논문은 에너지 저장 시스템(ESS)을 위해 개발된 800kW 계통연계형 전력변환장치(PCS)의 구성을 제시하고 실제 제작과 시험에 관해 기술하고 있다. 에너지 저장 시스템은 배터리(BMS), 전력변환장치(PCS), 에너지 관리 시스템(EMS)로 구성되고 전력변환장치는 계통 전력과 배터리가 원활한 전력 흐름을 갖도록 제어하는 역할을 한다. 본 논문은 풍력 출력 평활화의 기능에 대한 시뮬레이션과 전력변환장치의 성능 검증에 대해 중점적으로 기술하였다.

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Output Characteristics of Small Wind Power Generator Applying Multi-Layered Blade (다층형 블레이드를 적용한 소형 풍력발전기의 출력특성)

  • Lee, Min-Gu;Park, Wal-Seo
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.18 no.11
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    • pp.663-667
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    • 2017
  • Fuel depletion and environmental problems due to the use of fossil fuels have been worsening of late, and the development of alternative energy sources is urgently required to address these problems. Among the alternative energy sources, wind energy is attracting much attention as a clean energy source, because it can be used unlimitedly without any pollutant emissions. In wind power generation, wind energy is converted to kinetic energy through rotor blades and this kinetic energy is converted to electric energy through generators. The design and manufacturing of the blades, which are the major parts of wind power generators, are very important, but South Korea still lacks the requisite basic data and key technologies and, therefore, has to import the blades from overseas. In this study, multi-layered blades capable of generating power at low wind speeds were applied to a small wind power generator and the output characteristics of the generator according to the wind speed and the number of blades were analyzed. As a result, at the maximum wind speed of 8m/s, the application of three blades achieved up to 33% and 18% higher generator output voltage, up to 33% and 15% higher generator output current, and up to 23% and 13% higher generator RPM than the application of one or two blades, respectively. In this study, the application of multi-layered blades to a small wind power generator was shown to improve the output characteristics of the generator and make the collection of electric energy possible even at low wind speeds.

Multi-MW Class Wind Turbine Blade Design Part II : Structural Integrity Evaluation (Multi-MW급 풍력발전용 블레이드 설계에 관한 연구 Part II : 구조 건전성 평가)

  • Kim, Bum Suk
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.38 no.4
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    • pp.311-320
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    • 2014
  • Rotor blades are important devices that affect the power performance, efficiency of energy conversion, and loading and dynamic stability of wind turbines. Therefore, considering the characteristics of a wind turbine system is important for achieving optimal blade design. When a design is complete, a design evaluation should be performed to verify the structural integrity of the proposed blade in accordance with international standards or guidelines. This paper presents a detailed exposition of the evaluation items and acceptance criteria required for the design certification of wind turbine blades. It also presents design evaluation results for a 2-MW blade (KR40.1b). Analyses of ultimate strength, buckling stability, and tip displacement were performed using FEM, and Miner's rule was applied to evaluate the fatigue life of the blade. The structural integrity of the KR40.1b blade was found to satisfy the design standards.

A Study of Residential Blade Airfoil Design of Wind Turbine Generator System (주택용 고효율 풍력발전기 브레이드를 위한 에어포일의 최적설계에 관한 연구)

  • Sun, Minyoung;Choi, Kwangsuk;Cho, Yongki;Lee, Kangil;Shin, Baeksik;Lim, Jaekyu;Kim, Dongyong;Jang, MiHye
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.186.2-186.2
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    • 2010
  • 풍력발전기의 구성요소 중 브레이드는 바람의 운동에너지를 회전력으로 변환하는 핵심요소이며, 효율적인 설계기법이 절실히 요구되는데 선진국에서는 설계기술을 회피하는 실정으로 브레이드 형상 설계기법의 확보는 어려운 실정이다. 본 논문은 날개요소 운동량이론(BEMT) 및 X-foil을 이용하여 10kW급 브레이드 국산화 개발에 목적을 두고 공기역학적 설계를 수행하여 국내 풍황에 적합한 최적의 풍력발전기 에어포일을 개발하는데 목적을 두고 그 방안을 제시한다.

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A Study on Oil Hydraulic Heat Generation System for Wind Energy Utilization (풍력에너지 이용을 위한 유압식 열변환 장치에 관한 연구)

  • Lee, Il-Young;Gong, Tae-Hee
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.31 no.4
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    • pp.402-412
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    • 1995
  • A new energy conversion system which converts wind energy directly to heat instead of transforming it to electric power beforehand is suggested in this study. The new energy conversion system is composed of two big parts divided by their functions. One of them is a wind turbine part, and another is the heat energy conversion part. The object of this study is confined only to the heat energy conversion part, so the wind turbine is replaced with an electric motor for the convenience of experiment. In the experimental process, pressure difference at the hydraulic pump, revolution speed of the hydraulic pump, temperature at a few points on the oil circuit and the water circuit are measured at time intervals of five minutes. And integral values of input energy to the system and stored energy in the system is investigated.

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Development of wind power simulator using MATLAB SIMULINK (MATLAB_SIMULINK를 이용한 풍력 발전 시뮬레이터 개발)

  • Park, won-hyeon;Gebreslassie, Mihret;Park, Ji-Hyeon;Byun, Gi-Sik;Kim, Gwan-Hyung
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2016.10a
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    • pp.665-667
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    • 2016
  • Due to the depletion of fossil fuels and the environmental problems of recent years it has been increasing every year the interest in renewable energy. Renewable energy is clean and the typical method using solar and wind power and solar power as an energy source reusable. Wind power generation system of which it is a method of using the natural wind, convert the kinetic energy of the wind into electrical energy. Traditionally, implementing a wind power system, wind tunnel tests was to configure an environment similar to a real wind tunnel experiments. However, it costs a lot of money problems hagieneun configure these wind tunnel tests. Therefore, by this paper, in consideration of the fact, the characteristics of the generator in the wind tunnel experiment to experiment with such a wind tunnel test using a bad test by configuring the motor and controls the motor generator to obtain a result similar to the wind tunnel experiment.

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