• 해양환경안전학회지
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• 제26권5호
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• pp.551-560
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• 2020

최근 해상풍력발전기 시장은 에너지 수요 증가, 화석 연료 기반 발전에 대한 의존도 감소와 환경 규제로 인해 향후 5년 내에 빠른 성장이 예상된다. 이러한 상황에 따라서 전 세계적으로 풍력 발전을 가속화하고 있으며, 해상풍력으로 진입하려는 시도가 많아지고 있다. 노르웨이 해상 안전 관리처(PSA: Petroleum Safety Authority)는 운영하는 동안 충돌사고에 대한 충돌에너지가 35 MJ을 견딜 수 있는 안전설계 기준을 요구하고 있다. 따라서 본 연구에서는 북해 해상풍력발전기 설치 단지에 투입되는 해상풍력발전기 설치 선박(WTIV)의 레그 (Leg)와 선박충돌 사고에 대하여 발생 가능한 충돌시나리오에 대해서 비선형 소성붕괴 거동 결과를 바탕으로 레그의 충돌강도평가법을 분석하였다. 분석된 결과로 현재 설계된 기존 선박을 기준으로 요구치인 35 MJ을 만족을 위해서는 200 % 이상의 단면계수 증가가 필요하고, 이는 현실적인 레그 설계에서는 불가능한 조건으로 판단됐다. 또한, 합리적인 충돌시나리오를 기반으로 한 충돌에너지 기준의 제정이 필요하다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권3호
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• pp.29-35
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• 2011

This study draws economic expense factors according to the influence of generation resulted from slipstream and the arrangement of the complex when arranging and designing the complex for offshore windpower development as a model of 50MW offshore wind farm and conducts economics analysis. According to the result of the analysis, O (Optimize) arrangement was the one that has the highest generation for having the best windpower resources in terms of design and being least affected by slipstream; however, the arrangement requires expensive submarine cables and high installation cost. Therefore, according to the analysis of economics, it was thought that 50MW complex should have less economics as BC ratio 0.95 than the series arrangement of main wind direction and I+80 series arrangement would be rather more economical. This economics evaluation provides comparison according to the arrangement of the development complex considering the uncertainty of the electricity price and gross construction cost. And it is expected that the result of economics evaluation would greatly differ by installation capacity, and the reason is that the cost of electric infrastructure takes up a higher portion than the gross construction cost of the development complex. The only way to compensate this part is to make the windpower development complex larger. It seems that it will be necessary to enhance spot applicability to evaluate economics afterwards and pay consistent attention to and conduct follow-up research on the economics evaluation of the complex construction.

• 풍력에너지저널
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• 제4권1호
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• pp.68-74
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• 2013

Offshore wind farm is being increased since there are much trouble to develop onshore wind farm. But in the offshore, wind turbine wake does not dissipate less than onshore wind turbine because of low turbulence level. Thus this remained wake interacted to other wind turbine. This interaction reduces energy production in wind farm and have a bad influence on fatigue load of wind turbine. In this research, CFD model was constructed to analyze wake effect in offshore wind farm. A method that wind turbine rotor region was modelled in porous media was devised to reduce computation load and validated by comparison with Horns Rev measurement. Then wake interaction between two wind turbine was analyzed by devised porous model.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.1908-1914
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• 2012

풍력발전기의 용량이 점차 대형화되고 해상풍력단지는 수심이 깊은 곳에 조성됨에 따라 해상풍력발전구조물의 하부구조 및 기초시공비용 또한 급격히 증가될 것으로 예상된다. 석션버켓기초는 버켓형식의 기초를 자중에 의한 관입과 자중관입 이후 석션에 의한 관입으로 설치하는 공법이며, 대형장비 대신 충분한 용량의 펌프만 있으면 기초의 시공이 가능하므로 시공이 간편하고 경제적인 공법으로 알려져 있다. 본 연구에서는 석션버켓기초의 경제성을 검토하기 위하여 상부지반이 사질지반과 연약지반인 경우일 때 대수심 조건에 적용 가능한 기초형식인 자켓과 석션버켓기초를 적용한 트라이포드의 시공비용을 비교하였다. 그 결과 지반이 단단하고, 기초개수가 증가할수록 자켓형식보다는 트라이포드 버켓기초형식을 적용하는 것이 더 경제적임을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권5_1호
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• pp.1187-1198
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• 2021

해상풍 데이터는 최근 들어서 신재생 에너지 개발의 일환으로 해상 풍력발전 단지가 각광받으면서 더욱 중요성을 더하고 있다. 본 연구에서는 2015~2020년 부울경(부산, 울산, 경남) 연안해역을 촬영한 Sentinel-1 영상 368장과 저해상도 수치모델의 UV 컴포넌트를 이용한 DNN (Deep Neural Network) 모델을 개발하여 해상풍 데이터를 공간해상도 10 m 수준으로 정밀하게 생산하는 방법을 제시하였다. 이를 통해 기존의 CMOD (C-band Model) 함수에 비해 40% 정도 오차가 감소하였으며, U 컴포넌트와 V 컴포넌트는 각각 상관계수 0.901, 0.826의 비교적 높은 정확도를 나타냈다. 본 연구에서 부울경 해역(해안선으로부터 3 km 버퍼 영역)에 대해 산출한 10 m 해상도의 바람장 지도를 작성해 보면, 내륙에서 외해로 갈수록 풍속이 강해지는 일반적인 경향을 따르면서도 공간적으로 상세화된 바람 패턴을 잘 나타낼 수 있었다. 이러한 고해상도 해상풍 지도는 해상 풍력발전을 위한 상세조사뿐 아니라, SAR를 활용한 전천후 연안 방재 및 연안레저 정보 제공을 지원할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제26권12호
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• pp.255-264
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• 2021

본 연구에서는 부유식 해상풍력발전의 운영 및 유지보수에 필요한 체계적인 정비계획 수립을 위해 최적화기법을 활용한 수리 모형을 제안하고자 한다. 주간 단위로 선박과 기술자를 운용하는 계획정비와 고장정비 작업의 배정에 혼합정수계획법(Mixed Integer Linear Programming, MILP)을 도입하였다. 본 연구의 최적화 모델을 활용한 사례연구에서는 선박과 기술자의 투입 규모가 유지정비 비용에 미치는 영향을 확인하였으며 1년간 정비계획 수립에서 더 나아가 정비작업별 상세 스케줄링까지 연계되는 단계적 최적화 방법론을 함께 제시하였다. 세부적으로는 기상 데이터와 정비 데이터를 활용한 발전량 손실을 비가동 비용으로 반영하여 정비 우선순위를 선정하였으며, 이를 통해 국내 실정에 맞는 해상풍력단지의 유지보수 전략을 제시할 수 있을 것으로 기대한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권2호
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• pp.365-373
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• 2008

When the wind power system is planned to construct, it is important to understand the physical, chemical and mechanical properties of sediment. Especially, If it is the seabed unconsolidated sediment, we need to experiment on sediment through seabed unconsolidated sediment test and sediment survey. Because the sediment's properties are different as its formation, accumulation and load, unconsolidated sediment is difficult to be expected to its behavior. So we can estimate suitability for mechanical material and decrease the uncertainty through seabed unconsolidated sediment test. Seabed unconsolidated sediment test can be experimented in laboratory or in-situ as purpose, in-situ condition, economic problem. In this study, we sampled the seabed unconsolidated sediment at offshore around Korea Maritime University and measured properties of sediment through the laboratory test, showed the effect on physical properties of seabed unconsolidated sediment when the wind power system is planned to construction.

• 한국지리정보학회지
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• 제20권2호
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• pp.47-59
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• 2017

본 연구는 InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoff) Offshore Wind 모형을 활용하여 제주도 장선주 인근 해역의 해상풍력 에너지 자원을 평가하였다. 초단기 기상분석 및 예측 시스템(KLAPS)의 재분석 자료를 이용하여 제주도 인근 해역의 풍력밀도를 계산하고 터빈 조성비용, 터빈의 운영 효율, 해저케이블 설치비용, 20년 운영시나리오, 유지관리비 등을 고려하여 168MW 해상풍력 단지를 설치하였을 때의 순현재가치를 산정하였다. 제주도 인근 해역의 풍력밀도 분포도를 통하여 제주도 서쪽해역과 동쪽해역에 높은 풍력자원이 있음을 알 수 있었으며, 대부분의 서측해역과 동측해역은 $400W/m^2$ 이상의 높은 풍력밀도를 보였다. 제주지역 해상풍력발전에 대한 순현재가치를 가시적으로 평가하기 위하여 5등급으로 구분하였으며, $400W/m^2$ 이상의 풍력자원이 존재하는 서측 해역에서 높은 순현재가치를 보였다. InVEST Offshore Wind 모형은 다양한 운영시나리오에 대하여 최적의 공간정보를 신속하게 제공해 줄 수 있으며, 해양생태계서비스 평가 결과와 혼용하여 사용한다면 보다 효율적인 해양공간을 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권8호
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• pp.1132-1140
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• 2011

해상풍력발전단지 건설 시 기초지반이 해상 점성토층의 지반일 경우 플랜트 자체 하중의 영향과 풍력과 같은 외부 모멘트 영향으로 인해 침하 발생을 야기할 수 있기 때문에 연약지반 분포를 파악하는 것은 풍력플랜트 입지를 위해 매우 중요한 사항이다. 이러한 연약지반 분포를 파악하는 방법은 시추조사 방법이 가장 최적의 방법이지만, 현장의 여건이나 경제적 제약이 큰 단점을 가지고 있다. 따라서 이러한 문제점을 보완하기 위해 현재 지구통계학적 방법을 이용한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 풍력 플랜트 설치를 가정한 해상 영역을 설정하여 지구통계학적 기법을 통하여 연약 지반층 두께 분포의 추정을 연구 수행하였다. 연약 지반층은 표준 관입시험치의 결과를 이용하여 구분하였으며, 지구통계학적 기법은 정규크리깅과 순차가우시안 시뮬레이션을 이용하여 결과를 비교하였다. 그 결과 비슷한 영역에서 최대 점성토의 두께를 가지는 영역이 나타남을 파악할 수 있었으며, 그 결과의 불확실성을 정량적으로 평가할 수 있었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제36권4호
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• pp.21-29
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• 2016

Commercial wind farm design tools and the national wind map are used to determine the implementation potential of offshore wind power in Korea in this study. For this, the territorial waters of Korea were divided into nine analysis regions and a commercial CFD code was used to obtain wind resource maps at 100m A.S.L. which is the hub height of a 5MW wind turbine used in this study. With the wind resource obtained, factors including water depth, distance from substations, minimum and maximum capacity of a wind farm, distance between turbines and wind farms were considered to determine wind power potential. Also, the conservation areas, military zones, ports, fishing grounds, etc. were considered and excluded. As the result, a total capacity of 6,720 MW was found to be the implementation potential and this corresponds to $3.38MW/km^2$ in API. Also if the distance from the substation is not considered, the potential increased to be 10,040 MW. This offshore wind farm potential is considered enough to satisfy the target of wind farm capacities in the 7th national plan for electricity demand and supply.