• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.836-842
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• 2013

본 연구에서는 고효율 20 kW급 해양온도차 발전사이클을 새롭게 제안하고, 발전사이클의 성능이 최대가 되는 작동유체를 선정하기 위해서 단일냉매 15종과 혼합냉매 16종을 적용하여 발전사이클의 성능을 비교 분석하였다. 시스템 효율, 필요 냉매순환량, 그리고 TPP와 같은 인자를 사용하여 발전사이클의 특성을 분석하였다. 우선, 발전사이클의 효율 측면에서는 R32/R152a(87:13)이 가장 높으며, 필요 냉매 순환량은 R717이 가장 낮다. 그리고 논문에서 새롭게 제시한 TPP의 분석 결과에서는 R32/R134a 70:30이 가장 적합한 냉매로 나타났다. 이상의 결과로부터, 각각의 분석인자에 적합한 냉매는 그 목적에 따라서 다르다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이러한 분석인자에 맞는 냉매의 선정이 필요하다.

• 동력기계공학회지
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• 제17권3호
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• pp.5-11
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• 2013

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권3호
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• pp.1002-1006
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• 2015

In this paper, design and analysis of permanent magnet synchronous generator for ocean thermal energy conversion (OTEC) considering magnetically coupled turbine-rotor system is discussed. In particular, the rotor dynamics considering bearing span and journal shaft diameter is highlighted. The two topologies of permanent magnet synchronous generator with magnetic coupling are employed for comparison of computed rotor dynamics and generating characteristics. The analysis results show that the critical speed of the turbine-rotor system is higher when the rotor is coupled by magnetically coupling. Finally, the experimental results confirmed the validity of the proposed design and analysis scheme and successful development.

• 태양에너지
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• 제19권2호
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• pp.37-44
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• 1999

Experimental investigation has been carried out to determine drag reducing effects of polymer additives for a plate type heat exchanger(evaporator or condenser) in OTEC power plant applications, where the pressure drop in the heat exchangers takes up $70{\sim}80%$ of the total pumping power in the existing system. The rate of drag reduction was investigated with various polymer concentrations and mass flow rates. Experiments were undertaken for a test section in Alfa-Laval plate heat exchanger utilizing Poly Ethylene Oxide(Mw $5{\times}10^6$) as polymer additives. Concentrations of polymer additives were 5, 10, 20, 30, 40, 50, 100, 200, 400 wppm at $25^{\circ}C$ and mass flow rates were 0.6kg/s, 0.7kg/s, 0.8kg/s and 0.9kg/s in normal operating ranges for a 15kW Alfa-Laval plate heat exchanger. The maximum effects of drag reductions were found at approximately 0.7kg/s of mass flow rate. The results show that there exists the optimum mass flow rate for the plate heat exchanger to obtain maximum drag reductions. Drag reduction of 20% means considerable savings in pumping power for a large size of OTEC plant.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권1호
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• pp.22-28
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• 2015

1 MW 해수온도차발전 시스템의 라이저에 관한 설계를 수행한다. 라이저의 직경은 1 MW 발전을 위한 심층수 취수량에 기초하여 결정되고, 관종은 제작 가능한 상업용 파이프를 대상으로 종류별 특성을 분석한 후 선정한다. 강관, GFRP관, 그리고 HDPE관 중 HDPE관을 선정하며, 선정된 관종의 중량과 강도를 보강하기 위하여 설계를 수행한다. HDPE 라이저 하부 끝단에 중량체를 설치하여 중량을 보강하며, HDPE 라이저 축방향으로 와이어로프를 설치하여 강도를 보강한다. 중량체의 중량은 GFRP관 무게 대비 25%와 50%가 되도록 설계되며, 라이저 끝단에 연결되는 중량체의 모든 하중은 와이어로프가 지지하도록 설계된다. 설계된 HDPE라이저는 연중 온도차발전이 가능한 하와이 인근 해역에 설치되는 것으로 가정하여, 수치해석적 방법에 의한 안전성 평가를 수행한다. 안전성이 검증된 HDPE 라이저에 대하여 경제적으로 가장 유리한 HDPE 라이저의 최종 제원을 결정한다. 설계된 라이저는 향후 1MW 해수온도차발전 시스템 실증을 위한 설계 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제1권2호
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• pp.44-55
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• 1998

한반도 연근해는 지리적으로 온대해역에 속하나, 동해는 두개의 서로 다른 해류계와 연중 $1^{\circ}C$ 이하의 독특한 동해 고유수가 존재하고 있어, 최근 새로운 에너지 자원으로 주목받으며 적도해역에서 실용화되고 있는 해양온도차발전의 가능성을 본 연구를 통해 한국 연근해역에서 찾고자 하였다. 국립수산진흥원에서 정기 관측하고 있는 정선해양관측자료 중 1966~1995년간 평균 수온자료를 이용하여 계절별, 위도별로 표층과 50, 100, 150, 200, 250, 300, 400 그리고 500m 간 수온차가 $15^{\circ}C$ 및 $20^{\circ}C$ 이상으로 분포하는 해역을 파악하였다. 본 연구 결과에 의하면 $20^{\circ}C$ 이상의 수온차를 이용한 경제성있는 해양 온도차발전소의 최적지는 포항 연근해이며, 운용 유용기간은 8월~10월에 걸쳐 가능한 것으로 나타났다. 또한 $15^{\circ}C$ 이상 수온차 조건을 기준으로 볼 때 해양온도차 발전 가능해역은 포항을 포함한 대부분 동해 연근해역에서 6월부터 12월까지가 적합한 것으로 나타났다. 따라서 이들 대상지역들에 대하여 최근 첨단공간분석도구로 각광받고 있는 GIS(Geographic Information Systems)을 도입하여 온도차발전소 입지를 위한 최적지를 선정하고자 GIS 탐색 1차 요건을 제시한다.

• 설비공학논문집
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• 제13권10호
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• pp.1002-1008
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• 2001

The energy is the basis for almost all industrial activities and domestic needs. But recently there are increasing concerns internationally over environmental problems and consequent climate changes caused by the excessive use of fossil fuels. Furthermore the price of crude oil is increasing steadily with unstable supplies. In order to solve these national energy problems, the utilization of Ocean Energy is introduced as one of the best alterative technologies for the future. OTEC Power Plant has been installed at the West Inchon Power Plant Site. Temperature differences of$20~25^{\circ}C$ been utilized for plant operations, where R22 is used as a working fluid. The system is composed of low pressure turbine, plate type heat exchanger, and pumps. In the present investigation the experimental results, such as gross power, net power and objective function, are analysed when temperature differences change from the reference design point.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2012년도 전기공동학술대회 논문집
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• pp.218-218
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• 2012

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제35권5호
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• pp.11-19
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• 2015

In this paper, EP-Kalina cycle applying liquid-vapor ejector and motive pump is newly proposed. In this EP-Kalina cycle, the liquid-vapor ejector is used to increase pressure difference between inlet and outlet of the turbine. Also the motive pump enhances the performance of liquid-vapor ejector, resulting in increase of system efficiency of OTEC cycles. The comparison cycles in this study are basic, Kalina, EKalina and EP-Kalina ones. The pump work, net power, APRe, APRc, TPP and system efficiency of each cycle are compared. In case of net power, EP-Kalina cycle is lowest among the cycles due to the application of the motive pump. But, the net power difference of cycles seems to be minor since the pump work of cycles is merely about 1kW, compared to turbine gross power of 20kW. The system efficiency of EP-Kalina cycle shows 3.22%, relatively 44% higher than that of basic OTEC cycle. Therefore, the system efficiency is increased by applying the liquid-vapor ejector and the motive pump. Additional performance analysis is necessary to optimize the proposed EP-Kalina cycle.

• 동력기계공학회지
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• 제22권1호
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• pp.34-40
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• 2018

In this paper, Performance of 1MW OTEC system using R32 with varying seawater temperature range is studied. Steady state cycle is designed and its output and generation efficiency were 1,014kW and 2.72%, respectively. Compared to dynamic cycle, system performance and change during long term operation is studied. The simulation is performed by decreasing surface seawater temperature from $29^{\circ}C$ to $25^{\circ}C$ with 20 minute of reaction time. Dynamic cycle with same condition applied to steady state cycle and it showed output and efficiency of 1,020kW and 2.75% respectively. Seawater temperature decreased from $29^{\circ}C$ and the vapor fraction of refrigerant decreased below 1 at $28^{\circ}C$. While the vapor fraction was above 1, the turbine output decreased by 0.017kW per second. After the seawater temperature reached $26.2^{\circ}C$, the turbine output decreased by 1.03kW per second. However, Driving the turbine below the saturation temperature caused the occurrence of surging and the influx of liquid refrigerant. When the liquid separator having a capacity of 1.0 m3 was used, the flow into the turbine was confirmed after 5 minutes from the first liquid refrigerant coming into the separator.