• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제35권6호
• /
• pp.861-866
• /
• 2011

본 논문에서는 파도의 상하운동에 의해 발전되는 형발전시스템과 진동발전시스템이 결합된 하이브리드 발전방법을 제안한다. 선형발전시스템은 권선과 영구자석으로 구성되어있고, 파도의 상하운동속도를 직접적으로 사용하므로 파도의 주파수에 관계없이 안정적인 발전을 한다. 그리고 진동발전시스템은 진동시스템인 영구자석, 스프링과 발전시스템인 영구자석, 권선으로 구성되어 있다. 진동발전시스템은 파도의 주파수와 진동시스템의 고유진동수를 일치시킨 공진대역에서 구동함으로써 파도의 상하운동 속도보다 더 큰 속도를 이용하여 더 많은 전기에너지를 얻을 수 있다. 따라서 본 연구에서 제안한 하이브리드 파력발전방법은 공진영역에서 더 많은 전기에너지를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 공진영역을 벗어난 대역에서도 안정적으로 발전할 수 있는 장점을 가짐을 알 수 있다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.8-15
• /
• 2004

Wave power distribution is investigated to determine the optimal sites for wave power generation at Jeju sea which has the highest wave energy density in the Korean coastal waters. The spatial and seasonal variation of wave power per unit length is calculated in the Jeju sea area based on the monthly mean wave data from 1979 to 2002 which is produced by the SWAN wave model simulation in prior research. The selected favorable locations for wave power generation are compared in terms of magnitude of wave energy density and distribution characteristics of wave parameters. The results suggest that Chagui-Do is the most optimal site for wave power generation in the Jeju sea. The seasonal distribution of wave energy density reveals that the highest wave energy density occurs in the northwest sea in the winter and it is dominated by wind waves, while the second highest one happens at south sea in the summer and it is dominated by a swell sea. The annual average of wave energy density shows that it gradually increases from east to west of the Jeju sea. At Chagui-Do, the energy density of the sea swell sea is relatively uniform while the energy density of the wind waves is variable and strong in the winter.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제35권8호
• /
• pp.1028-1034
• /
• 2011

본 논문에서는 파도의 상하운동에너지의 이용효율을 높이기 위해서 부양체와 2 D.O.F.(자유도) 진동발전시스템을 일체로 구성한 파력진동발전시스템을 제안한다. 파도가 갖는 상하운동 주파수 중 속도 에너지가 큰 주요 주파수 ${\omega}_1$, ${\omega}_2$을 선정하고, 2 D.O.F. 파력진동발전시스템의 고유진동수와 선정된 주파수들을 일치시킨다. 그러면 공진효과에 의해 각각의 질량과 권선사이의 상대속도가 파도의 상하운동속도보다 커진다. 또한 2 D.O.F. 진동시스템의 연성효과로 인한 1 D.O.F. 파력진동발전시스템보다 더 많은 전기에너지를 얻을 수 있다. 따라서 본 논문에서 제안한 2 D.O.F. 파력 발전시스템은 파도가 갖는 에너지를 더 많이 이용할 뿐만 아니라 더 많은 전기에너지를 얻을 수 있는 장점을 가짐을 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.381-385
• /
• 2009

일반적으로 해양 시설물은 대부분 태양광 기반의 발전 시스템으로 구성된다. 태양광 발전 시스템은 날씨의 광량에 따라 변화한다. 태양광 발전 시스템은 흐린 날과 비오는 날에 전력 생산량이 감소한다. 태양광 발전량이 부족해지면 해양 시설물에 전력 부족이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문은 태양광과 파력 시스템을 복합한 하이브리드 발전 제어 시스템을 제안한다. 파력 발전 시스템은 웰스 터빈과 영구자석 발전기로 구성되어 있다. 제안하는 시스템을 특별한 지역에 설치하고 태양광 발전 전력과 파력 발전 전력을 측정하였다. 실험결과 태양광 전력은 파력에 비하여 안정적인 전원이다. 그러나 파력은 태양이 없는 동안에도 전력을 공급할 수 있다. 제안하는 하이브리드 시스템의 전력 특성이 태양광 시스템에 비하여 높은 안정성을 갖는 것을 알 수 있다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제27권6호
• /
• pp.32-42
• /
• 2013

In this paper, a wave-induced swirl water chamber (SWC) for breakwater and wave power generation is introduced and its applicability to wave power generation in the coastal waters of Korea is investigated. The SWC type of wave power generation is a way to drive a turbine using the unidirectional swirl flow that is induced in the back of a curtain wall of a breakwater due to incident waves. The typical wave characteristics are obtained by analyzing the annual statistical wave data from KHOA (Korea Hydrographic and Oceanographic Administration). A numerical analysis is carried out on the variations in the SWC entrance height, wave height, and different installation conditions. For the numerical analysis, a commercial code, Fluent based on FVM, is used. As the entrance height decreases, the mass flow rate through the entrance is rarely changed, whereas the magnitude of the flow velocity of the smaller entrance height is greater than the other ones, which is better for the formation of an SWC swirl flow inside and the flow kinetic energy at the entrance. In cases of installation conditions where a wall is place behind and under SWC, it has been shown that the mass flow rate through the entrance is greater than that in the open condition, and sufficient flow kinetic energy is generated in the entrance for wave power generation. However, the swirl flow kinetic energy is relatively small. Thus, in the future, it is necessary to study the swirl flow generation, which is affected by the SWC shape.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제40권6호
• /
• pp.557-563
• /
• 2016

파력발전시스템의 에너지 흡수 효율은 입사파의 파력과 발전기 구동 동력의 비로 정의된다. 흡수 효율은 파력발전시스템의 동적 거동에 의존하기 때문에 파력발전시스템의 에너지 흡수 효율을 예측하기 위해서 파력발전시스템의 동적 해석이 요구된다. 본 논문에서는 에너지 흡수 효율을 예측하기 위하여 파력발전시스템의 동적 해석을 수행하였다. 파력발전시스템의 동적 해석을 위해서 상용 다물체동역학 해석 프로그램인 RecurDyn을 사용하였고, 부유체에 작용하는 파력을 모델링하기 위해서 Morison equation을 적용하였다. 효율분석 결과 파고가 낮고, 주기가 짧을수록 흡수효율이 높아지는 경향을 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.470-475
• /
• 2019

본 논문에서는 진동수주형(OWC: Oscillating Water Column) 파력발전시스템을 위한 30kW 급 계통연계형 PCS(Power Conversion System)을 다룬다. 해양에너지 중 파력 발전은 삼면이 바다인 반도의 특성을 지닌 한국에 적용하기 적합하고 연안재해 시 파력 발전기가 방파제 역할을 하여 피해를 감소시킬 수 있고, 다른 해상 발전과 개발 대상 적지가 일치하므로 통합하여 효율을 증대 시킬 수 있다. 파력발전 방식은 작동 원리에 따라 가동 물체형과 진동수주형, 월파형 등 여러 형태로 구분하며, 설치 형태에 따라 고정식과 부유식으로 구분된다. 본 논문에서는 구조적으로 안정되고 터빈과 발전기의 유지 보수가 비교적 쉬운 진동수주형을 채택하여, 파력발전용 30kW 계통연계형 PCS 토폴로지 및 모델을 제안하고 계통에 안정적으로 전압을 공급할 수 있는 DC link 전압 제어 등 계통연계 시 필요한 제어방법에 대해 설명하였다. 또한 이를 검증하기 위해 시뮬레이션을 수행하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제33권1호
• /
• pp.166-174
• /
• 2009

Gijang Sea is located on the southeastern coast of Korea. This study establishes a basic system to identify optimal sites for the wave power generation. To achieve this goal, the field measurements were made at the field site in front of Dong-am fishing port at Gijang. In addition, we analyzed the offshore wave data at the Donghae buoy operated by Korea Meteorological Administration(KMA) and compared the data with the wave characteristics in Gijang Sea. The main results were as follows. In winter, the wave direction in Gijang Sea ranged between east and south($90{\sim}180^{\circ}$). The main wave direction was east($90^{\circ}$). The Significant wave heights and periods were under 2 m and $5{\sim}15$ sec, respectively. A comparison of water depth and wave direction constitutes one(condition) of the important parameters for selecting the optimal site for the wave power generation.

• Current Optics and Photonics
• /
• 제2권2호
• /
• pp.179-184
• /
• 2018

Terahertz (THz) wave generation by periodically poled $BaTiO_3$ (PPBT) with a quasi-phase-matching (QPM) scheme based on cascaded difference-frequency generation (DFG) is theoretically analyzed. The cascaded DFG processes comprise cascaded Stokes and anti-Stokes processes. The calculated results indicate that the cascaded Stokes processes are stronger than the cascaded anti-Stokes processes. Compared to a noncascaded Stokes process, THz intensities from $20^{th}$-order cascaded Stokes processes increase by a factor of 30. THz waves with a maximum intensity of $0.37MW/mm^2$ can be generated by $20^{th}$-order cascaded DFG processes when the optical intensity is $10MW/mm^2$, corresponding to a quantum conversion efficiency of 1033%. The high quantum conversion efficiency of 1033% exceeds the Manley-Rowe limit, which indicates that PPBT is an excellent crystal for THz wave generation via cascaded DFG.

• 전기학회논문지
• /
• 제65권5호
• /
• pp.811-818
• /
• 2016

This paper suggests a structure of power control system in floating wave-offshore wind hybrid power generation system. We have developed an unified SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) system which can be used to monitor and control PCS(Power Conversion System) based on IEC61850. The SCADA system is essential to perform the algorithm like proportional distribution and data acquisition, monitoring, active power, reactive power control in hybrid power generation system. IEC61850 is an international standard for electrical substation automation systems. It was made to compensate the limitations of the legacy industrial protocols such as Modbus. In order to test the proposed SCADA system and algorithm, we have developed the wind-wave simulator based Modbus. We have designed a protocol conversion device based on real-time Linux for the communication between Modbus and IEC61850. In this study, SCADA system consists of four 3MW class wind turbines and twenty-four 100kW class wave force generator.