부유식 진자형 파력발전장치의 연결부 최종강도해석

손정민(Jung Min Sohn),천호정(Ho Jeong Cheon),신호승(Seung Ho Shin),홍기용(Key Yong Hong) 한국해양환경·에너지학회 2014 한국해양환경·에너지학회지 Vol.17 No.1

WAVESTAR형 파력발전장치의 유압식 2차변환장치의 물리모델 구축에 관한 연구

이정희,오재원,하윤진,박지용,천호정,김경환,Lee, Jung-Hee,Oh, Jaewon,Ha, Yoon-Jin,Park, Ji-Yong,Cheon, Ho-Jeong,Kim, Kyong-Hwan 한국산업융합학회 2020 한국산업융합학회 논문집 Vol.23 No.6

This study was conducted to develop an efficiency prediction program of a hydraulic secondary energy converter for calculating annual power generation of a Wavestar type wave power generator. Using the period and wave height obtained from the frequency domain analysis, the behavior of the floating body was obtained by assuming the sin function. The piston displacement and speed of the hydraulic cylinder were calculated considering the behavior of the floating body and the shape of the mechanism. The numerical simulation of the hydraulic system was performed by physically modeling the hydraulic cylinders, check valves, hydraulic motors, which are the main devices. In the future, this analysis program will be used to develop a program for estimating annual power generation of a moveable body type wave power generation device.

부유식 진자형 파력발전 구조물의 파랑 중 운동에 관한 실험적 연구

박지용(Ji-Yong Park),신승호(Seung-Ho Shin),천호정(Ho-jung Cheon),남보우(Bo-Woo Nam),홍기용(Key-Yong Hong) 한국해양환경·에너지학회 2012 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.5

화석 연료의 고갈로 인해 신재생 에너지에 대한 관심이 날로 증가함에 따라 이용가능 에너지량이 풍부하고 예측가능성이 높은 파력에너지에 관한 연구가 활성화 되고 있다. 진자형 파력발전 장치는 부유식 구조물의 수실 내로 진행파를 유도하여 수실 내 벽면에서 반사된 파에 의해 정상파를 형성하며, 이 정상과의 마디 부위에 진자판을 설치하여 왕복운동을 통해 발전하는 장치이다. 본 연구에서는 이러한 부유식 진자형 파력발전 축소구조물의 이차원 수조시험을 수행하고 진자판과 구조물의 운동을 분석하여 기본성능을 평가한다. 또한 파력발전 장치의 에너지변환 효율을 알아보기 위하여 진자축에 모터와 토크센서로 이루어진 부하시스템을 설치하여 추출 가능한 에너지를 계측 하였다. 규칙파의 주기를 변화시키며 운동과 발전량을 분석하고 진자판의 크기와 무게를 변화에 따른 영향을 확인하였으며 불규칙파의 입사를 통해 발전 성능을 검토하였다. 이러한 연구를 통해 진 자형 파력발전 장치의 최적설계와 에너지효율 향상의 기본자료로 활용할 수 있다.

부유식 진자형 파력발전 구조물의 파랑 중 운동에 관한 실험적 연구

박지용(Ji-Yong Park),신승호(Seung-Ho Shin),천호정(Ho-jung Cheon),남보우(Bo-Woo Nam),홍기용(Key-Yong Hong) 대한조선학회 2012 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2012 No.5

화석 연료의 고갈로 인해 신재생 에너지에 대한 관심이 날로 증가함에 따라 이용가능 에너지량이 풍부하고 예측가능성이 높은 파력에너지에 관한 연구가 활성화 되고 있다. 진자형 파력발전 장치는 부유식 구조물의 수실 내로 진행파를 유도하여 수실 내 벽면에서 반사된 파에 의해 정상파를 형성하며, 이 정상파의 마디 부위에 진자판을 설치하여 왕복운동을 통해 발전하는 장치이다. 본 연구에서는 이러한 부유식 진자형 파력발전 축소구조물의 이차원 수조시험을 수행하고 진자판과 구조물의 운동을 분석하여 기본성능을 평가한다. 또한 파력발전 장치의 에너지변환 효율을 알아보기 위하여 진자축에 모터와 토크센서로 이루어진 부하시스템을 설치하여 추출 가능한 에너지를 계측 하였다. 규칙파의 주기를 변화시키며 운동과 발전량을 분석하고 진자판의 크기와 무게를 변화에 따른 영향을 확인하였으며 불규칙파의 입사를 통해 발전 성능을 검토하였다. 이러한 연구를 통해 진자형 파력발전 장치의 최적설계와 에너지효율 향상의 기본자료로 활용할 수 있다.

배열식 파력발전용 부하제어 알고리즘의 실해역 시험 결과 분석

노찬(Roh Chan),박지용(Ji Yong Park),하윤진(Yoon-Jin Ha),천호정(Ho Jung Cheon),김재환(Jae Hwan Kim),신승호(Seung Ho Shin) 한국해양환경·에너지학회 2020 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.11

본 연구에서는 배열식 파력발전용 부하제어 알고리즘에 따른 실해역 발전성능을 분석하였다. 부하제어 알고리즘은 최대발전량을 얻을 수 있도록 제어하였으며, 전력변환장치의 전류제어를 이용하여 전기적 토크를 제어하였다. 기존의 배열식 파력발전장치를 위한 부하제어 알고리즘에 관한 연구가 부족하기 때문에 부하제어 알고리즘은 풍력발전에서 대표적으로 사용된 P&O알고리즘 기반의 속도제어 알고리즘과 최적 토크제어 알고리즘을 각각 적용하여 발전성능을 비교 분석하였다. 특정 시간동안 수행된 실해역 실험 결과를 기반으로 본 논문에서는 동일한 입력 조건에서 부하제어 알고리즘에 따른 발전성능을 상호 비교하였다. In this study, the real-sea power generation performance was analyzed according to the load control algorithm for array wave power generation. The load control algorithm was controlled to obtain the maximum amount of power generation, and the electric torque was controlled by using the current control of the power converter. There is a lack of research on the load control algorithm for the existing array type wave generator. Therefore, the load control algorithm analyzed the power generation performance by applying the speed control algorithm based on the P&O algorithm and the optimum torque control algorithm, respectively, which are typically used in wind power generation. Based on the experimental results in real sea areas, this paper compares the power generation performance according to the load control algorithm under the same input conditions.

유압변속시스템 기반 가동물체형 파력발전장치의 최대출력제어(MPPT) 알고리즘에 관한 연구

노찬(Roh Chan),박지용(Ji Yong Park),하윤진(Yoon-Jin Ha),천호정(Ho Jung Cheon),김경환(Kyong-Hwan Kim) 한국해양환경·에너지학회 2020 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.11

본 연구에서는 유압변속시스템 기반 가동물체형 파력발전장치의 최대출력제어(Maximum Power Point Tracking, MPPT) 알고리즘에 관한 연구를 진행하였다. 유압변속시스템을 이용한 동력전달장치(Power Take-Off, PTO)는 저속 고토크 제어가 가능하기 때문에 가동물체형 파력발전장치 PTO 시스템으로 이미 많이 사용되었다. 본 논문에서는 최대출력제어 알고리즘에 따른 유압시스템 기반 PTO 시스템에 대한 특성을 분석하고, 이를 기반으로 입력 파워 및 출력 파워 그리고 PTO 시스템 효율에 대한 분석을 진행하였다. 최대출력제어 알고리즘은 P&O 알고리즘 기반 속도제어 알고리즘과 최적 토크제어 알고리즘을 각각 적용하여 분석하였다. 본 연구 결과를 기반으로 향후 가동물체형 파력발전용 유압시스템 기반 PTO 시스템의 실해역 시험에 최대출력제어 알고리즘에 기초자료로 활용될 것이다. In this study, a study was conducted on the Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithm of a movable object type wave energy converter based on a hydraulic transmission system. Power Take-Off (PTO) using a hydraulic transmission system is already widely used as a movable object type wave energy converter PTO system because it can control low-speed and high torque. In this paper, the characteristics of the hydraulic system-based PTO system according to the maximum power control algorithm were analyzed, and based on this, the input power, output power, and PTO system efficiency were analyzed. The maximum power control algorithm was analyzed by applying the P&O algorithm-based speed control algorithm and the optimal torque control algorithm, respectively. Based on the results of this study, it will be used as basic data for the maximum power control algorithm in the actual sea area test of the PTO system based on the hydraulic system for wave power generation in the future.

가동물체형 파력발전장치의 부하에 따른 유압변속시스템의 특성 분석에 관한 연구

노찬(Roh Chan),박지용(Ji Yong Park),하윤진(Yoon-Jin Ha),천호정(Ho Jung Cheon),김재환(Jae Hwan Kim),김경환(Kyong-Hwan Kim),신승호(Seung Ho Shin) 한국해양환경·에너지학회 2020 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.7

본 연구에서는 가동물체형 파력발전장치의 부하에 따른 유압변속시스템의 특성 분석을 진행하였다. 파력발전장치는 다양한 시스템이 서로 연결되어 있기 때문에 파력발전장치 해석을 위해서는 상호연성을 고려한 프로그램이 필요하며, 기존에 파력발전장치 해석을 위한 WEC-Sim이 존재하지만, 부하 제어 알고리즘은 적용이 불가능하다. 따라 본 연구에서는 에너지변환장치(유압시스템-부하시스템)의 상호 연성을 통해 부하 제어 알고리즘을 적용하기 위하여 유압변속시스템의 모델링을 진행하였다. 부하에 따른 유압변속시스템의 특성은 본 연구에서 개발된 모델링을 통해 분석하였고, 상용프로그램인 AMESIM의 상호비교를 통해 성능을 검증하였다. 유압변속시스템의 모델링은 향후 부하 제어 알고리즘이 적용된 연성 시뮬레이터에 활용할 예정이다. In this study, we analyzed the characteristics of the hydraulic transmission system according to the load in movable object type wave energy converter. Since various systems are connected to each other, the wave energy converter needs a program that can be interconnected to analyze the wave energy converter. WEC-Sim exists to analyze the existing wave energy converter, but the load control algorithm is not applied. So, in this study, modeling of the hydraulic transmission system was performed to apply the load control algorithm through the interconnection of the energy conversion system (hydraulic system-load system). The characteristics of the hydraulic transmission system according to the load are verified by comparing the modeling developed in this study with AMESIM. As a result, modeling of the hydraulic transmission system will be used in a interconnected simulator to which a load control algorithm is applied in the future.

유압 PTO 기반 가동물체형 파력발전장치 최대출력제어 알고리즘 성능 비교

노찬(Chan Roh),하윤진(Yoon-Jin Ha),신승호(Seoung-Ho Shin),천호정(Ho-Jung Cheon),박지용(Ji Yong Park) 한국해양환경·에너지학회 2021 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10

본 연구에서는 유압 동력전달장치(Power Take-Off, PTO) 기반 가동물체형 파력발전장치의 최대출력제어(Maximum Power Point Tracking, MPPT) 알고리즘에 관한 기존 연구들의 출력 성능을 비교하였다. 유압 PTO는 저속 고토크 제어가 가능하기 때문에 가동물체형 파력발전장치의 PTO 시스템으로 이미 많이 사용되었다. 본 논문에서는 기존의 가동물체형 파력발전장치에 적용되었던 최대출력제어 알고리즘에 따른 출력 특성을 비교하고, 이를 기반으로 최적의 최대출력제어 알고리즘을 도출하였다. 최대출력제어 알고리즘은 Wavestar에 적용되었던 효율 기반 출력 성능과 속도제어 알고리즘, 토크제어 알고리즘 기반의 최대출력제어 알고리즘을 각각 적용하여 출력 성능을 분석하였다. 본 연구 결과를 기반으로 향후 가동물체형 파력발전용 유압시스템 기반 PTO 시스템의 실해역 시험에 최대출력제어 알고리즘에 기초자료로 활용될 것이다. In this study, the output performance of previous studies on the Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithm of a hydraulic power take-off (PTO)-based movable body type wave power generator was compared. Hydraulic PTO has already been widely used as a moving body type wave power plant PTO system because it can control low speed and high torque. In this paper, the output characteristics according to the maximum output control algorithm applied to the existing movable body type wave power generator were compared, and the optimal maximum output control algorithm was derived based on this. For the maximum output control algorithm, the output performance was analyzed by applying the efficiency-based output performance applied to Wavestar, the P&O algorithm-based speed control algorithm, and the optimal torque control algorithm, respectively. Based on the results of this study, it will be used as basic data for the maximum output control algorithm in the real sea area test of the hydraulic system-based PTO system for movable body type wave power generation in the future.