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주파수 영역 해석을 활용한 부유식 해상풍력 플랫폼 초기 구조설계 절차 연구
한익승,하윤진,김경환 한국풍력에너지학회 2023 풍력에너지저널 Vol.14 No.1
The analysis of the floating offshore wind turbine platform is based on the procedures provided by the IEC including the International Classification Society, which recommends the analysis in the time domain. But time-domain simulation requires a lot of time and resources to solve tens of thousands of DLCs. This acts as a barrier in terms of floating structure development. For final verification, it requires very precise analysis in the time domain, but from an initial design point of view, a simplified verification procedure to predict the quantity of materials quickly and achieve relatively accurate results is crucial. In this study, a structural design procedure using a design wave applied in the oil and gas industries is presented combined with a conservative turbine load. With this method, a quick design spiral can be rotated, and it is possible to review FOWTs of various shapes and sizes. Consequently, a KRISO Semi-Submersible FOWT platform was developed using a simplified design procedure in frequency-domain analysis.
기본설계 단계에서의 해상풍력 부유식 하부구조물의 피로성능 분석
한익승,임채옥,김경환 한국해양환경·에너지학회 2023 한국해양환경·에너지학회지 Vol.26 No.1
2050년 탄소중립 목표달성을 위해 해상풍력발전이 높은 가능성을 가지고 연구되고 있으며, 이를 위해 다양한 형태의 부유식 풍력발전 하부구조물이 개발되었다. 대다수 구조물의 개발 단계는 TRL 4~6단계에 있으며, 실용화 단계에 접어드는 기술 수준을 보이고 있다. 이 과정에서 실증 및 상용화 단계로의 진입을 위해, 여러 가지 필수적인 고려 요소들이 제기되고 있다. 그중에서 해상풍력발전 부유식 하부구조물은 선박 등의 일반적인 부유체와 달리, 상부 구조물에 해당하는 터빈과 타워로부터 끊임없이 상당한 크기의 교번 하중이 작용하기에 피로성능의 확보가 중요한 요소이다. 본 연구에서는 부유식 해상풍력발전 플랫폼에서 구조물 고유의 구조형상 및 하중 특성에 따른 피로 손상 분석을 진행하였다.
부유식 해상풍력 시스템 성능평가를 위한 수조모형시험 기법 고찰
하윤진,안현정,박세완,박지용,정동우,정재상,원영욱,한익승,김경환,이종훈 한국풍력에너지학회 2022 풍력에너지저널 Vol.13 No.4
Three similarities (i.e., geometrical similarity, kinematic similarity and dynamic similarity) between a prototype and model must be satisfied to perform an experiment for a floating offshore wind turbine (FOWT). For dynamic similarity, most of the model tests in ocean engineering basins are performed based on the Froude number, so the scale effect for the wind turbine of an FOWT occurs by different Reynolds numbers between the prototype and model. In this study, various model test techniques for overcoming the scale effect of the wind turbine part of the FOWT are investigated. Firstly, model test techniques using simple approaches are reviewed, and the advantages and disadvantages of the simple approaches are summarized. Secondly, the model test techniques in recent projects that apply improved approaches are introduced including advantages and disadvantages. Finally, new approaches applying digitalization are reviewed, and the characteristics of the new approaches are introduced.