• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제1권3호
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• pp.144-147
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• 2011

The rotor that initially converts the flow energy into rotational energy is a very important component that affects the efficiency of the entire tidal current power system. Rotor performance is determined by various design variables. Power generation is strongly dependent on the incoming flow velocity and the size of the rotor. To extract a large quantity of power, a tidal current farm is necessary with a multi-arrangement of devices in the ocean. However, the interactions between devices also contribute significantly to the total power capacity. Therefore, rotor performance, considering the interaction problems, needs to be investigated to maximize the power generation in a limited available area. The downstream rotor efficiency is affected by the wake produced from the upstream rotor. This paper introduces the performance of a downstream rotor affected by wakes from an upstream rotor, demonstrating the interference affecting various gabs between devices.

• 한국해양공학회지
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• 제32권6호
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• pp.427-432
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• 2018

Tidal current power is one of the energy sources of the ocean. Electricity can be generated by converting the flow energy of the current into the rotational energy of a turbine. Unlike tidal barrage, tidal current power does not require dams, which have a severe environmental impact. A floating-type tidal current power device can reduce the expensive support and installation cost, which usually account for approximately 41% of the total cost. It can also be deployed in relatively deep water using tensioned wires. The dynamic behavior of a floater and turbine force are coupled because the thrust and moment of the turbine affect the floater excursion, and the motion of the floater can affect the incoming speed of the flow into the turbine. To maximize the power generation and stabilize the system, the coupled motion of the floater and turbine must be extensively analyzed. However, unlike pile-fixed devices, there have been few studies involving the motion analysis of a moored-type tidal current power device. In this study, the commercial program OrcaFlex 10.1a was used for a time domain motion analysis. In addition, in-house code was used for an iterative calculation to solve the coupled problems. As a result, it was found that the maximum mooring load of 200 kN and the floater excursion of 5.5 m were increased by the turbine effect. The load that occurred on the mooring system satisfied the safety factor of 1.67 suggested by API. The optimum mooring system for the floating tidal current power device was suggested to maximize the power generation and stability of the floater.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.163.2-163.2
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• 2011

Due to global warming, the need to secure an alternative resource has become more important nationally. Due to the high tidal range of up to 9.7m on the west coast of Korea, numerous tidal current projects are being planned and constructed. To extract a significant quantity of power, a tidal current farm with a multi-arrangement is necessary in the ocean. The rotor, which initially converts the energy, is a very important component because it affects the efficiency of the entire system, and its performance is determined by various design variables. The power generation is strongly dependent on the size of the rotor and the incoming flow velocity. However, the interactions between devices also contribute significantly to the total power capacity. Therefore, rotor performance considering the interaction problems needs to be investigated for generating maximum power in a specific field. This paper documents the characteristics of wake induced by horizontal axis tidal current power turbine.

• 전기학회논문지
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• 제61권6호
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• pp.791-796
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• 2012

This paper presents the various analysis of the power system for operating the new SIHWA tidal power plant. In the analysis of the power system, summer load condition of 2011 is used. Especially, power flow, fault current, voltage and contingency of SIHWA tidal power plant area are analyzed by using PSS/E and there is no problem for the dynamic stability simulation. The new SIHWA tidal power plant is located in near metropolitan area where about 43% amount of the system load is consumed. Therefore, transmission losses are reduced. In addition, system marginal price can be lowered by generating the new SIHWA tidal power plant. The generation pattern of the SIHWA tidal plant is analyzed and the changes of generation are presented for various water levels by control of the rotor angle alpha and beta in water wheel generator.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.77-83
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• 2012

수평축 조류발전 시스템에 사용되는 쉬라우드의 기하학적 형상각도별 해수의 유동장 특성을 전산유체역학을 통해 분석하였다. 쉬라우드를 포함한 전체 유동장 내 해수의 유속 분포는 일정한 조류속도조건에서 쉬라우드의 형상에 따라 크게 영향을 받으며 특히 발전성능에 직접적으로 영향을 미치는 쉬라우드 내 최대유속의 위치 및 크기는 형상 별로 큰 차이가 있다. 실린더와 디퓨저부분의 길이가 같은 실린더-디퓨저 형태의 쉬라우드에서는 실린더 영역에서 비교적 높은 유속분포가 형성되었으며 노즐과 디퓨저부분의 길이가 같은 대칭구조의 노즐-디퓨저에서는 내경이 최소인 지점에서 국부적으로 나타났다. 실린더-디퓨저 쉬라우드에서 조류속도에 비해 높은 유속이 형성되었으며 중심축상의 유속은 노즐-디퓨저와는 다르게 쉬라우드 입구 근처에서 점차 증가하기 시작하여 실린더부분의 중앙 부근에서 피크값을 지나 디퓨저에서 급격히 감소한 후 다시 일정한 속도로 유지되어 가는 특성을 나타내었다. 이러한 쉬라우드의 형상과 해수유동장 변화특성에 대한 분석결과는 효율적인 조류발전시스템을 위한 쉬라우드의 최적설계에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.254-255
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• 2011

This paper presents a method to analysis the effect for integrating Sihwa tidal power into power systems. Especially, power flow, fault current, voltage and contingency of sihwa tidal power plant area are calculated and the generation characteristics of tidal machine are analyzed.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.221-228
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• 2019

해수의 유속과 전기 부하에 따른 쉬라우드 조류발전 시스템의 유동장 특성과 발전 성능 분석을 위하여 회류수조를 이용한 축소모형실험을 수행하였다. 발전기에 연결되는 전기 부하에 대하여 터빈 블레이드의 분당 회전수와 발전기의 전압, 전류를 동시에 측정하여 전기적 출력을 계산하였으며 일정한 유속 조건에서 부하에 따라 큰 차이가 나타났다. 전기 부하가 감소함에 따라 터빈의 분당 회전수는 특정 구간에서 급격히 증가하였고, 평균 약 2배 정도 증가하였다. 또한 부하의 감소와 함께 전력이 급격히 상승하였고, 일정 구간에서 최대 전력지점을 보인 후 낮아지게 된다. 이와 함께 실험 유속이 증가함에 따라 높은 전기 부하에서 최대 전력지점이 나타났다. 이러한 유속 조건과 전기적 부하에 따른 쉬라우드 조류발전 시스템의 유동장 특성과 발전 성능 분석에 대한 결과는 효율적인 쉬라우드 조류발전 시스템 개발에 필요한 기초 자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.393-400
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• 2011

경기만과 같이 지형이 복잡하고 조차가 큰 해역에서는 활발한 물질순환이 나타난다. 이러한 물질순환에 영향을 주는 장주기 흐름은 다양한 외력에 의하여 형성되며 시공간적으로 독특한 특성이 나타난다. 본 연구에서는 경기만에 위치하는 인천항부터 잠실수중보 사이에서 동기간에 관측된 조위와 유속자료를 분석하여 장주기 조류성분의 주기적인 변화 특성과 발생 기작을 파악하였다. 염하수로와 한강하구에서는 배조나 복합조와 같은 비선형분조의 증가로 인하여 조석파의 변형이 발생하고 이에 따른 평균해면 상승이 나타난다. 경기만으로부터 한강으로 전파하는 조석파는 수로폭과 수심이 크게 감소하는 염하수로로 진입하면서 급격히 변형되어 저조위와 평균해면이 상승하며, 상류로 갈수록 조석변형이 커진다. 이러한 조석변형은 조차가 큰 대조기에 증가하고 조차가 작은 소조기에 감소하며 주기적인 변동을 나타내는데, 이는 장주기 조석성분인 $M_{sf}$ 분조로 해석될 수 있다. 조석변형의 공간적 차이에 의해 발생하는 해면 경사는 대조-소조의 주기와 동일한 주기를 보이며 대조기에 증가한다. 해면 경사의 장주기 변동에 반응하여 조류의 장주기 변화가 나타난다. 이러한 장주기 조류성분은 상류에서 크게 증가하여 한강하류인 전류리 인근에서는 주요 분조인 $S_2$ 분조보다 크게 나타난다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.9-16
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• 2019

유속의 크기와 블레이드의 기하학적 형상 변화에 따라 발생하는 조류발전용 쉬라우드 시스템 내 유속 변화를 분석하기 위하여 수리모형실험과 수치해석적 방법을 이용하였다. 모형실험을 통해 시스템의 유입부에서 유속 변화와 블레이드 형상변화에 따른 고유 회전수를 계측하였으며, 수치해석을 통해 쉬라우드내 유속 변화를 분석하였다. 실험 유속이 약 28% 증가하고, 익형의 형상을 적용하였을 때, 쉬라우드 유입부에서 계측된 유속은 최대 약 56% 증가하는 경향을 보였다. 한편, 익형 형상을 적용한 블레이드가 설치된 경우 유입부에서의 유속은 일반 블레이드에 비해 최대 14% 증가하는 경향을 보였으며, 회전수 역시 동일 조건에서 가장 높은 수치를 보였다. 수리실험과 수치해석 결과는 약 13%의 오차를 보였으며, 각각의 결과에서 보이는 유속 변화에 대한 경향은 유사하다. 쉬라우드 내 유속 변화를 수치해석으로 분석한 결과 유입부 대비 블레이드 앞부분에서 유속은 최대 1.7배 증가하는 경향을 보였다. 본 연구를 통해 얻은 시스템 내 유속 변화 분석 결과는 효율적인 조류발전용 쉬라우드 시스템 개발에 필요한 기초 자료를 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.410-411
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• 2009