• 대한기계학회논문집B
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• 제37권1호
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• pp.43-49
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• 2013

전력을 생산하기 위해 해양온도차발전을 이용하는 것은 재생에너지를 이용하고 환경을 보호하는 한 가지 방법이다. 본 연구에서는 울산지역의 기후조건이 태양열 이용 해양온도차발전(SH-OTEC)에 미치는 영향을 조사하기 위하여 시뮬레이션을 수행하였다. 태양열 에너지는 제 2 의 열원으로 사용되었다. SH-OTEC 시스템에 사용할 가장 적합한 작동유체를 선정하기 위하여 여러 작동유체를 수치모사하였다. 해석결과, R152A 가 가장 적합한 작동유체로 나타났으며, R600 와 R600A 가 각각 그 다음 순으로 나타났다. 집열판 출구온도를 $20^{\circ}C$ 증가하였을 때 집열판의 유효면적은 월평균 태양에너지 게인(gain)의 변화로 인하여 $50m^2$ 에서 $97m^2$ 으로 요동함을 볼 수 있었다. 2-4%의 전형적인 해양온도차발전의 효율은 태양열을 이용함으로써 연평균 효율은 6.23%까지 증가하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제13권4호통권35호
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• pp.159-168
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• 1999

부유식 파랑에너지 변환시스템(Oscillating Water Column)에 대한 해석은 입력파와 챔버, 챔버내 공기의 상호작용으로 인하여 어려움이 많다. 이 논문은 이와 같은 요소를 고려하면서도 쉽고 간편한 해석법을 제시한다. 파랑에너지에 의한 자가발전은 파랑에너지를 기계적 운동으로 변환하고 이를 전기에너지로 변환함으로써 가능하다. 본 논문은 파랑에너지에서 기계적 에너지로 변환하는 과정에 집중하여 그 부분의 성능을 해석한다. 단일 진동수 규칙파가 입력되었을 때에 파에 의하여 챔버의 상하운동이 선형적으로 발생하는 것으로 보며, 이 상하운동에 챔버내의 압력 영향을 고려하였다. 상하운동과 챔버내로 투과한 파, 그리고 챔버내 압력에 의해 발생되는 파에 의해 챔버내의 상대운동을 정하고, 그 상대 운동에 의한 공기의 압축 팽창과 온도상승을 근사적 열역학적 방정식으로 해석하였고 오리피스를 통한 유량을 결정하였다. 얻어진 식은 간단하면서도 관련요소의 영향을 전반적으로 표현한다. 결과에 따르면 고정식의 에너지 변환식은 부유식의 특별한 경우로서 파악되었다. 또한 고정식의 시스템을 그대로 부유식으로 바꿨을 때 그 변환효율은 적어지는 것으로 나타났다. 본 해석법은 계산이 간편하므로 설계단계에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 동력기계공학회지
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• 제18권5호
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• pp.88-93
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• 2014

In this paper, the performance analysis of condensation and evaporation capacity, turbine work and efficiency of the OTEC power system using vapor-liquid Ejector is presented to offer the basic design data for the operating parameters of the system. The working fluid used in this system is $CO_2$. The operating parameters considered in this study include the vapor quality at heat exchanger outlet, pressure ratio of ejector and inlet pressure of low turbine, mass flow ratio of separator at condenser outlet. The main results were summarized as follows. The efficiency of the OTEC power cycle has an enormous effect on the mass flow ratio of separator at condenser outlet. With a thorough grasp of these effects, it is possible to design the OTEC power cycle proposed in this study.

• Ocean Systems Engineering
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• 제3권4호
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• pp.309-325
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• 2013

Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) systems utilize the temperature difference between the surface water and deep ocean water to generate electrical energy. In addition to ocean surface waves, wind and current, in certain locations like the Andaman Sea, Sulu Sea and the South China Sea the presence of strong internal waves may become a concern in floating OTEC system design. The current paper focuses on studying the dependence of the CWP hydrodynamic drag on relative velocity of the flow around the pipe, the effect of drag amplification due to vortex induced vibrations and the influence of internal waves on the floating semi and the cold water pipe integrated OTEC system. Two CWP sizes are modeled; the 4m diameter pipe represents a small scale prototype and the 10m diameter pipe represents a full commercial size CWP. are considered in the study.

• 동력기계공학회지
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• 제20권6호
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• pp.87-92
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• 2016

This research dealt with performance characteristics of OTEC system applying an ejector and additional pump. Each system using five kinds of working fluids was analyzed, and primary parameters with respect to entrainment ratio were examined: Turbine gross power, evaporation capacity, pump work, efficiency and volume flow ratio. The primary results were as following. The efficiency of ejector-pump OTEC system was dependent on entrainment of the ejector. The degree of efficiency change was different from applied working fluid, and amount of pump work was turned out to be primary factor affected system efficiency. Meanwhile, optimized entrainment ratio was different from applied working fluid since their different vapor density. System efficiency at optimized entrainmet ratio of each working fluid was around 5%, showing minor difference each other.

• 한국해양공학회지
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• 제14권4호
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• pp.62-97
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• 2000

Recently the research for utilization of waste heat produced from electric power plants, casting factories, heat treating factories or commercial are being afforded by the need for energy saving. The objective of this study is to develop a thermoelectric generation system which unused energy from close-at-hand sources such as garbage incineration heat and industrial exhaust etc. into electricity. This paper a thermoelectric technology on a optimum system design method and efficiency and cost effective thermoelectric element on order to extract the maximum power output from energy conversion of waste energy. It is shown that the longitudinal stresses of module contacted with two point constrained Al tubes could be released more than those with a one-point constrained.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권9호
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• pp.557-567
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• 2016

태양열 가열을 도입한 해양온도차발전용 열교환기(증발기와 응축기)설계 최적화가 수행되었다. 출력은 100kW이고 작동유체는 R134a이며 고성능 상용튜브를 사용하였다. 열전달면적과 압력강하는 관수의 증가와 관통로수의 감소에 따라 서로 상반되는 경향이 존재하므로 이를 해결하기 위하여, 설비투자비에 관련되는 열전달면적과 압력강하에 관련되는 운전비용 최소화를 고려한 두 목적함수를 갖는 유전자 알고리즘(GA)을 이용하여 다목적설계최적화를 수행하였다. 설계최적화 결과, 구현 가능한 최적의 열전달면적 및 압력강하의 조합들이 적정한 관수 및 관통로 수에 대하여 존재하였다. 도출된 증발기와 응축기의 Pareto 선들은 설계자들에게 재정적인 면을 고려하여 선택할 수 있도록 넓은 범위의 최적해를 제공하였다. 또한, 총열전달면적 중 응축기의 열전달면적이 증발기 쪽보다 크게 나타났다.

• 한국항해항만학회지
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• 제42권1호
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• pp.9-16
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• 2018

인류의 한정된 석유자원의 개발은 유가의 상승과 함께 필연적으로 심해지역의 유전을 탐사하고 개발하고 있다. 이러한 심해지역에는 심층수의 온도가 약 $4^{\circ}C$이고 표층수의 온도는 약 $30^{\circ}C$로 이때의 온도 차이를 이용하여 발전설비를 가동하는 Ocean Thermal Energy Conversion(OTEC) 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기존의 심해지역에 설치되는 FPSO(Floating Production Storage Offloading; 부유식 생산설비)에서 수심 100m의 해수를 냉각수로 이용하는 조건을 400m까지 변경하는 조건으로 하고, FPSO에서 냉각수로 사용되고 배출되는 해수를 이용하여 Discharged Thermal Energy Conversion(DTEC) 발전장치를 적용하는 방안을 설계하고 해석하였다. 기존의 설계 수심보다 깊은 수심에서 냉각수를 취수하여 DTEC 시스템을 적용하면 수심에 따라 보다 많은 전력을 생산할 수 있는 시스템의 설계가 가능한 것을 확인하였다. FPSO와 OTEC 발전설비의 유사성을 고려하였을 때, 심해지역의 FPSO에 DTEC 시스템을 적용하여 기술을 축적하고 유전의 수명이 다한 뒤에 OTEC 발전설비로 개조한다면 자원개발과 지속가능한 발전이라는 두 가지 중요한 과제를 이룰 수 있을 것이다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제34권4호
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• pp.51-56
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• 2014

In this paper, OTEC(Ocean Thermal Energy Conversion) system with vapor-vapor ejector is newly proposed. And 6 wet refrigerants are applied into the proposed OTEC system for performance comparison. The results of comparison performance are as follows. In the view of system efficiency, R32/R744(90:10) has the highest efficiency among the 6 refrigerants. In case of evaporation capacity, pump work and mass flow rate of working fluid, R744, R717 and R717 is lowest value, respectively. As this results, the vapor-vapor ejector is able to increase the efficiency of system. And It is necessary to select the optimized working fluid considering environmental and economic factors.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제34권4호
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• pp.45-50
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• 2014

In this paper, the Ocean Thermal Energy Conversion(OTEC) with vapor-vapor ejector is proposed newly. At this OTEC system, a vapor-vapor ejector is installed at inlet of condenser. The vapor-vapor ejector plays a very important role in increasing of the production work of low-stage turbine throughout the decrement of outlet pressure of ejector. The performance analysis is conducted for optimizing the system with HYSYS program. The procedure of performance analysis consists of outlet pressure of high turbine, the mass ratio of working fluid at separator, total working fluid rate, and nozzle diameters of vapor-vapor ejector. The main results is summarized as follows. The nozzle diameter is most important thing in this study. When each nozzle diameter of vapor-vapor ejector is 10 mm, the efficiency of OTEC system with vapor-vapor ejector shows the highest value. So it is necessary to set the optimized nozzle diameters of vapor-vapor ejector for achieving the high efficiency OTEC power system.