• 신재생에너지
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• 제7권1호
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• pp.8-14
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• 2011

As is the case in Korea, the expansion of renewable energy dissemination is an essential matter in Ukraine when considering its energy consumption and dependence on energy import. While Korea has set about promoting the new and renewable energy industry on the back of the national policy on green growth, Ukraine expects a virtuous circle of renewable energy industry with green tariffs and the attraction of foreign capital in association with carbon emission trade. Utilizing its well-developed heavy industrial sector including the shipbuilding and automobile industries, Korea expects wind turbine manufacturing to become one of its next-generation growth engines. Ukraine is also trying to enter the wind turbine system or parts manufacturing industry based on its automobile industry and advanced aerospace technology. Although the Crimean region in Ukraine seems to have excellent wind resources, and thus shows great potential as a location for wind farm development, political instability has been a major obstacle to the attraction of foreign capital, leading to delayed investment.

• KIEAE Journal
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• 제15권1호
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• pp.155-160
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• 2015

The annual average of energy sources is continuously increasing at a rate of 5.8%, and particularly, the power generation proportion of new/renewable energy is increasing significantly. Furthermore, South Korea has established a national energy master plan for 2008-2030 and is aiming at obtaining approximately 11% of total energy production from the wind turbine sector. Although offshore wind turbines are similar to wind turbines installed on land, they require materials with excellent dynamic properties and durability to prevent damage due to seawater at the lower parts and connecting parts. The lower parts of wind turbines are submerged in seawater, and the upper and lower parts are connected by filling the connecting part with grout. This paper describes the test results of the process of determining the mix ratios to develop ultra-high grout for offshore wind turbines. There is virtually no relevant technology regarding grout for offshore wind turbines in South Korea that can be referenced for the process of determining the mix ratios. Therefore, tests were conducted for determining compression strength, elastic modulus, flexural strength, density, constructability (floor test), and early strength by referencing a high-performance grout produced in South Korea, and the mixing process for achieving the goal strengths was described using the Korean Industrial Standards (KS) as the reference.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.421-431
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• 2023

Recently, the destructive power of typhoons is continuously increasing due to the influence of global warming. In a situation where the installation of floating wind turbines is increasing around the world, concerns about the huge loss and collapse of floating offshore wind turbines due to strong typhoons are deepening. Regarding to the safe operation of the floating offshore wind turbine, the development of a new type of disconnectable mooring system is required. A new fairlead chain stopper considered in this study is devised to more easily attach or detach the floating offshore wind turbine with mooring lines comparing to other disconnectable mooring apparatuses. In order to investigate the structural safety of the initial design of fairlead chain stopper that can be applied to MW-class floating type offshore wind turbine, scale-down structural models were produced using a 3-D printer and structural tests were performed on the models. For the structural tests of the scale-down models, tensile specimens of acrylonitrile butadiene styrene material that was used in the 3-D printing were prepared, and the material properties were evaluated by performing the tensile tests. The finite element analysis of fairlead chain stopper was performed by applying the material properties obtained from the tensile tests and the same load and boundary conditions as in the scale-down model structural tests. Through the finite element analysis, the structural weak parts on the fairlead chain stopper were reviewed. The structural model tests were performed considering the main load conditions of fairlead chain stopper, and the test results were compared to the finite element analysis. Through the results of this study, it was possible to experimentally verify the structural safety of the initial design of fairlead chain stopper. It is also judged that the study results can be usefully used to improve the structural strength of fairlead chain stopper in a detailed design stage.

• 한국음향학회지
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• 제35권3호
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• pp.192-201
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• 2016

풍력발전설비는 접근성의 문제로 주기적인 구조건전성 검사를 수행하기 어렵고, 기상상태를 포함한 주위 환경변화 때문에 예기치 못한 고장발생 가능성이 높아 이에 대한 보완책으로 상태감시시스템(Condition Monitoring System, CMS)을 운영하고 있다. 본 연구에서는 CMS의 이상감시 성능 향상을 위하여 풍력발전기 주요 기계시스템에서 장기간 측정된 진동신호 분포를 통계적으로 분석하고, 운전 조건에 따른 진동 변화 경향을 파악한다. 이를 위하여, 풍력발전기 동력전달 및 전력생성부의 진동, 풍속, 주축회전수 등을 약 2년동안 측정한 데이터를 기반으로 운전 환경 및 조건에 따른 각 신호의 경향분석을 수행하고, 기계시스템 구조에 따른 신호별 상호연관성을 분석하였다. 결과적으로 풍력발전기 기계시스템별 진동은 주축회전수, 발전여부에 영향을 받고, 특정 주축회전수에서는 베이불(Weibull) 분포에 해당하는 진동분포가 나타남을 확인하였다. 이런 결과는 풍력발전기 CMS 시스템에서 기계적 이상발생 여부를 조기에 판단하는 기준을 제시할 수 있다.

• 산업클러스터
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• 제3권1호
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• pp.11-25
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• 2009

현재 풍력에너지는 세계적으로 가장 급격하게 관심이 집중되고 있는 에너지원으로 평가되고 있다. 이러한 환경의 변화와 신재생에너지에의 집중된 관심은 보다 추진력을 얻으며 풍력발전관련 산업체들에 힘을 실어주고 있다. 부산의 녹산 풍력클러스터는 풍력발전기의 요소부품을 생산하는데 있어 주요한 기업체들이 몰려있으며, 과거 몇 년간 세계적인 관심에 편승하여 산업입지가 높아지고 있지만, 이에 반해 관심은 여전히 제한적이었다. 본 논문은 서구에서 이루어지고 있는 풍력발전산업에서 최근까지 이루어졌던 주관심 이슈에 대해 조사하고자 한다. 또한 녹산 풍력클러스터의 현황과 보다 효과적인 집적지를 구성하기 위한 향후 계획에 대한 제안을 하고자 한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.11-19
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• 2011

본 연구에서는 풍력발전시스템의 다양한 특성들을 고려한 DFIG풍력발전시스템 하드웨어 시뮬레이터를 개발하였다. 개발한 하드웨어 시뮬레이터는 유도전동기를 이용한 풍력터빈 모델과 이중여자 유도발전기 그리고 컨버터와 인버터로 구성된 Back-to-Back컨버터로 구성되었다. 특히 풍력터빈 시뮬레이터는 풍속계를 이용하여 실시간으로 풍속을 측정하고 측정된 바람으로 블레이드의 특성을 모의하였다. DFIG풍력발전 시뮬레이터에서 생산되는 전력은 MPPT제어를 수행하는 MSC(Machine Side Converter)와 DC link전압을 일정하게 제어하는 GSC(Grid Side Converter)에 의해 계통에 연계되어 운전한다. 제안하는 시스템은 PSCAD/EMTDC 프로그램을 이용하여 시뮬레이션 하였으며, 축소모형실험을 통해서 성능을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.455-463
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• 2012

본 연구에서는 부유식 해상 풍력 발전기의 로터 축과 타워 상단에 작용하는 동적 하중을 계산하였다. 부유식 해상 풍력 발전기는 부유식 플랫폼, 타워, 낫셀, 허브, 그리고 3개의 블레이드로 구성되어 있는 다물체계 시스템이다. 본 연구에서는 이들 모두를 각각 6 자유도를 갖는 강체로 가정하였다. 부유식 해상 풍력 발전기의 타워는 플랫폼에 고정되어 있고, 3개의 블레이드는 허브에 고정되어 있다. 낫셀은 타워의 상부에 회전 관절로 연결되어 있으며, 블레이드와 허브로 구성된 로터는 낫셀과 회전 관절로 연결되어 있다. 본 연구에서 부유식 풍력 발전기의 운동 방정식은 다물체계 동역학을 기반으로 한 운동방정식 구성 방법 중 하나인 recursive formulation을 이용하여 구성하였다. 외력으로는 부유식 플랫폼에 작용하는 비선형 유체 정역학 힘과 선형 유체 동역학적 힘 그리고 계류력을 고려하였고, 블레이드에 작용하는 풍력을 고려하였다. 이와 같이 구성한 운동 방정식을 해를 구하여 풍력 발전기를 구성하고 있는 각 요소들의 각 연결 부위에 작용하고 있는 구속력을 계산하였다. 그 결과, 동적 상태에서 풍력 발전기에 작용하는 하중은 정적 상태에서 풍력 발전기에 작용하는 하중보다 큰 것을 알 수 있으며, 따라서 부유식 풍력 발전기의 구조해석의 입력 값으로서 정적 하중보다 동적 하중을 고려하는 것이 더 엄격한 해석 기준이라고 할 수 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제1권2호
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• pp.12-21
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• 1997

무공해 에너지원은 화석에너지의 고갈과 환경오염의 심각한 문제로 인하여 절실히 요구되고 있는 실정이다. 그중 풍력발전 시스템은 타 에너지원에 비해 여러 가지 측면에서 유리한 점을 가지고 있다. 본 연구에서는 500㎾급 풍력발전 시스템을 개발함에 있어, 적합한 공력성능 및 구조성능을 가지는 회전날개 설계과정을 수행하였다. 공력설계는 운용지역의 풍황을 고려하여 회전날개의 외형을 결정하였고 이를 바탕으로 공력성능해석이 수행되었으며, 구조설계는 복합재료를 사용하여 쉘-스파 구조를 갖도록 설계하여 굽힘 및 비틀림 그리고 피로수명에 대한 구조해석이 수행되었다. 그 결과 4m/s의 미풍에서도 운용가능하며, 12m/s에서는 정격출력 500㎾를 생산할 수 있는 형상이 설계되었고, 또한 20년 이상의 피로수명이 확보되었으며, 공진 등의 동적인 문제도 발생하지 않음을 확인하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권4호
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• pp.239-247
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• 2013

최근 화석연료의 고갈과 환경오염으로 인하여 해상풍력에너지와 같은 신재생 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 범용 동역학해석 프로그램인 MSC.ADAMS를 이용하여 공력하중 및 전기 발전기 토오크를 결정하기 위한 테브난(Thevenin) 방정식이 고려된 해상풍력발전기의 다물체 동역학 해석 기법을 검토하였다. 해석대상으로 고려한 시스템은 5MW급 해상풍력발전기이며, 3개의 블레이드가 수평축 방향에서 역풍을 받아 전기를 생산하는 수평축 풍력발전 형태이다. 블레이드에 작용하는 공력하중은 블레이드 요소 모멘텀 이론을 기반으로 일반화된 동적 웨이크를 고려할 수 있도록 개발된 AeroDyn 프로그램으로부터 산출하였다. 해상풍력발전기의 주요 연결부에서의 동적하중과 토오크 특성이 실제 현상과 유사하게 산출될 수 있도록 하기 위하여, 다물체 동역학 모델 상에 블레이드와 타워는 실제 구조 특성치를 고려한 유연체 모델링을 적용하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권11호
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• pp.1236-1244
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• 2012

A equivalent stiffness modeling has been performed for extracting the equivalent stiffness properties which are orthotropic elastic model from a large scale wind turbine rotor blade so that structure model can be constructed more simply for the three dimensional static aeroelastic analysis. In order to present the procedure of equivalent stiffness modeling, NREL 5MW class wind turbine rotor having the three stiffness information which are flapewise, edgewise and torsional stiffness was chosen. This method is based on applying unit moment at the tip of the blade as well as fixing all degree of freedom at the blade root and calculating the displacement from the load analysis to obtain the elastic modulus corresponding to equivalent stiffness referred to the NREL reports on blade divided into 5 sections respectively. In addition, one section was divided into 3 parts and the trend functions were used to make the equivalent stiffness model more correctly and quickly. Through the comparison of stiffness between the reference values and calculated values from equivalent stiffness model, the investigation of the accuracy on the stiffness values and the efficiency for constructing the model was conducted.