• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.38.2-38.2
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• 2011

A large number of offshore wind turbines with fixed foundations have been installed in water depths up to 30 meters supporting 3-5MW wind turbines. Some floating platform concepts of offshore wind turbines were designed to be suitable for deployment in water depths greater than 60 meters. However the optimal design of this system in water depth 50 meters remains unknown. In this paper, a 5-MW wind turbine located on a TLP type platform was suggested for installation in this water depth. It is moored by a taut mooring line. For controlling the wind turbine always be operated at the upwind direction, one yaw controlling was attached at the tower. To study motion characteristics of this platform, a model was built with a 1/128 scale ratio. The model test was carried out in various conditions, including waves, winds and rotating rotor effect in the Ocean Engineering Wide Tank of the University Of Ulsan (UOU). The characteristic motions of the TLP platform were captured and the effective RAOs were obtained.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.757-765
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• 2019

In manufacturing An offshore plant is a structure that produces resources buried in the seabed. It can be classified into fixed, floating, and hybrid methods depending on the installation method. In particular, the Lattice boom type crane is typically used because it is used for a long time in the sea and moves to other seas, which is less affected by wind. In this study, the crane was designed by using three-step optimization design in the early stage of the design of Lattice boom crane for offshore plant. Finite element analysis was performed to verify the safety factor, deflection, buckling coefficient and fatigue life of the designed crane and the results were verified.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.429-437
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• 2018

The process gas piping of the offshore plant can cause a massive explosion if the gas leakage occurs during operation. For the purpose of precaution of gas leakage accident, an air pressure test is performed on the process equipment tests using a test pump as much as the power to the piping inner side, mix 99% nitrogen gas and 1% helium gas. The purpose of the air pressure test is to check the work conformity process by handling and regulation for initial piping process, assembly, installation of module, welding, center alignment of the pipes assembling flange gasket in an unrestrained free state. In this paper, the regulation of the problematic air pressure test was analyzed and the solution criteria were established. And leakage tests of existing equipment were performed applying these solution methods. As a result, it was confirmed that there was no problem.

• Computers and Concrete
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• 제33권5호
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• pp.509-518
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• 2024

In this study, we investigated the effect of shear-key placement on the performance of grouted connections in offshore wind-turbine structures. Considering the challenges of height control during installation, we designed and analyzed three grouted connection configurations. We compared the crack patterns and strain distribution in the shear keys under axial loading. The results indicate that the misalignment of shear keys significantly influences the ultimate load capacity of grouted connections. Notably, when the shear keys were positioned facing each other, the ultimate load decreased by approximately 15%, accompanied by the propagation of irregular cracks in the upper shear keys. Furthermore, the model with 50% misalignment in the shear-key placement exhibited the highest ultimate strength, indicating a more efficient load resistance than the reference model. This indicates that tensile-load-induced cracking and the formation of compressive struts in opposite directions significantly affect the structural integrity of grouted connections. These results demonstrate the importance of considering buckling effects in the design of grouted connections, particularly given the thin and slender nature of the inner sleeves. This study provides valuable insights into the design and analysis of offshore wind-turbine structures, highlighting the need for refined design formulas that account for shifts in shear-key placement and their structural implications.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.57-66
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• 2023

본 논문에서는 해상풍력발전단지의 경제성을 파악하고자 발전단가 측면에서 해상풍력 지지구조물 형식 및 시공 방법에 따른 균등화발전비용(levelized cost of energy, LCOE)의 차이를 분석하고 LCOE의 주요 구성 요소에 따른 민감도 분석을 실시하였다. 연구대상 현장으로 국내 서남해 해상풍력실증단지를 선정하였으며, 설치 기수에 따른 공사비를 분석하였다. LCOE 민감도 분석 결과 설비이용률, 터빈 관련 비용, 가중평균자본비용 그리고 BOS(balance of system) 관련 비용의 순서로 LCOE에 대한 민감도가 높은 것으로 나타났다. 아울러 국내 해상풍력 지지구조물로 주로 적용되었던 포스트파일링(post-piling) 재킷 공법을 기본안으로 선정하여 공사비를 산출한 후, 시공 방법을 프리파일링(pre-piling)으로 변경한 재킷 공법과 트라이포드(tripod) 공법의 초기투자비용을 비교하였다. 그에 따른 LCOE를 분석한 결과, 프리파일링 재킷 공법의 경우 고가의 템플릿이 필요하지만, 강재 소모량이 적고, 설치규모가 대형화할수록 시공 기간이 단축되어 전체 공사비 및 LCOE가 낮아지며 경제성이 향상되는 것을 확인하였다.

• 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.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권5호
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• pp.368-377
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• 2017

Outfittings of offshore plants and high value-added vessels, such as FPSO, drillship, are much more than outfittings of general ships. So the complexity of the outfittings is increased and the importance of outfittings has also increased. But, there is no clear method to define the installation sequence of outfittings, yet. In this study, we developed the algorithm to define the installation sequence of outfittings by applying variables and constraints related to outfitting, such as process parameters, weighting coefficients, installation constraints. Also, we developed the application that applied the algorithm and compared cases by changing the weighting coefficients of process parameters. We verified the practicality of the algorithm by developing the application. The results of this study are that the accuracy of the outfitting planning is improved and efficient lead time can be predicted by defining the installation sequence of outfittings.

• Ocean Systems Engineering
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• 제8권3호
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• pp.313-327
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• 2018

Meeting the touchdown point (TDP) target box is one of the challenges during catenary riser installation, especially for deep water or ultra-deep water riser systems. TDP location mismatch compared to the design can result in variation of riser configuration, additional hang-off misalignment, and extra bending loads going into the hang-off porch. A good understanding of the key installation parameters can help to minimize this mismatch, and ensure that the riser global response meets the design criteria. This paper focuses on investigating the potential factors that may affect the touchdown point location, and addressing the challenges both in the design stage and during installation campaign. Conventionally, the vessel offset and current are the most critical factors which may affect the TDP movement during installation. With the offshore exploration going deeper and deeper in the sea (up to 10,000ft), other sources such as the seabed slope and seabed soil stiffness are playing an important role as well. The impacts of potential sources are quantified through case studies for steel catenary riser (SCR) and lazy wave steel catenary riser (LWSCR) in deep water application. Investigations through both theoretical study and numerical validation are carried out. Furthermore, design recommendations are provided during execution phase for the TDP mismatch condition to ensure the integrity of the riser system.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권3호
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• pp.223-232
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• 2015

본 연구에서는 부유식 파력-해상풍력 연계형 발전시스템의 기반구조물 개념설계에 대한 내용을 다루고 있다. 세계적으로 해양 신재생에너지에 대한 관심이 커져가고 있다. 파력과 해상풍력은 다른 해양에너지원과 더불어 주요 관심이 되는 에너지원으로서 발전적지가 대체로 일치한다는 특징이 있다. 따라서 파력과 해상풍력을 복합하여 발전하는 시스템은 경제적으로 많은 이점이 있고 이미 여러 나라에서 파력-해상풍력 복합발전 시스템을 개발하고 있다. 이에 따라 우리나라에서도 10MW급의 파력-해상풍력 복합발전 시스템을 개발하기 위한 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 다수 풍력발전기와 파력발전기의 배치를 고려하여 반잠수식 구조물이 설계되었다. 또한 설치해역의 환경을 고려하여 계류시스템과 파워케이블이 설계되었다. 본 논문에서는 이러한 복합발전 플랫폼의 개념설계 결과를 제시하고 다양한 발전시스템의 배치를 고려한 설계상의 어려움을 토의하고 설계 방법을 제시한다.

• 한국항만경제학회지
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• 제35권4호
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• pp.85-106
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• 2019

해상풍력발전은 대표적인 재생에너지이며 급속히 성장하고 있는 산업으로 정부는 2030년까지 17.7GW로 확대할 계획을 추진하고 있다. 경상남도의 경우에도 욕지도에 461.9MW 규모의 해상풍력발전이 추진중이며, 향후 1GW 규모 이상으로 추가 확대될 것으로 예상되고 있다. 이에 따라 해상풍력발전 기자재의 보관, 조립, 운송, 설치 등의 기능을 지원하는 지원항만은 해상풍력단지 개발사업의 원활한 진행과 경제성 확보에 중요한 역할을 할 것으로 예상된다. 본 연구는 선행연구와 주요국 사례를 바탕으로 해상풍력 지원항만의 평가 기준을 마련하여 욕지도 해상풍력단지와 연계한 경상남도 소재 항만의 여건을 분석하고 평가해 보고자 하였다. 평가 기준으로 해상풍력단지와의 거리, 입출항 제약, 항행수역, 어업권 요인, 부대비용, 안벽길이, 수심, 항만부지, 부두하중, 타 화물 간섭, 민원과 관련산업 집적으로 세분화하였다. 이후 경상남도 항만 중에서 통영항, 삼천포항, 고현항, 마산항, 진해항을 선정하여 평가하였다. 연구 결과로 해상풍력단지와의 거리, 입출항 제약, 어업권 요인 등은 통영항이 우수하였으나, 안벽길이, 수심, 항만부지 등 다른 평가 기준에서는 대체적으로 삼천포항, 마산항, 진해항이 우수한 것으로 평가되었다. 본 연구는 지속적으로 증가하는 해상풍력단지 개발사업과 연계하여 공공기관, 풍력사업자 및 정책입안자가 지원항만 선정에 필요한 사항을 평가하는 기본 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.