• 한국해양공학회지
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• 제34권6호
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• pp.454-460
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• 2020

In 2019, the Korean government announced the 3rd Basic Plan for Energy, which included expanding the rate of renewable energy generation by 30-40% by 2040. Hence, offshore wind power generation, which is relatively easy to construct in large areas, should be considered. The East Sea coast of Korea is a sea area where the depth reaches 50 m, which is deeper than the west coast, even though it is only 2.5 km away from the coastline. Therefore, for offshore wind power projects on the East Sea coast, a floating offshore wind power should be considered instead of a fixed one. In this study, a response analysis was performed by applying the analytical conditions of IEC61400-3-2 for the design of floating offshore wind power generation systems. In the newly revised IEC61400-3-2 international standard, design load cases to be considered in floating offshore wind power systems are specified. The upper structure applied to the numerical analysis was a 5-MW-class wind generator developed by the National Renewable Energy Laboratory (NREL), and the marine environment conditions required for the analysis were based on the Ulsan Meteorological Buoy data from the Korea Meteorological Administration. The FAST v8 developed by NREL was used in the coupled analysis. From the simulation, the maximum response of the six degrees-of-freedom motion and the maximum load response of the joint part were compared. Additionally, redundancy was verified under abnormal conditions. The results indicate that the platform has a maximum displacement radius of approximately 40 m under an extreme sea state, and when one mooring line is broken, this distance increased to approximately 565 m. In conclusion, redundancy should be verified to determine the design of floating offshore wind farms or the arrangement of mooring systems.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제31권5호
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• pp.283-289
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• 2018

In our study, we collected data from a 100 kW floating photovoltaic (PV) system installed in Gyeongnam Hapcheon Dam and observed correlations between the power generation of the floating PV system and the irradiance, water temperature, humidity, ambient temperature, wind speed, and module temperature. Firstly, there was little correlation between the water temperature and power generation. Secondly, the ambient temperature, wind speed, and humidity all showed greater correlations with power generation. Finally, the power generation was very highly correlated with the irradiance and module temperature. In conclusion, the power generation of the floating PV system is related individually to environmental factors.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.229-235
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• 2019

지구 환경문제와 자원 고갈에 따른 에너지 위기로 인해 화석 연료를 사용하지 않아 이산화탄소와 같은 온실가스 배출이 없는 청정 에너지원으로서 신재생 에너지는 중요성이 강조되고 있다. 부유식 태양광발전은 기존의 태양광 발전기술과 플로팅 기술을 융합한 신개념의 발전 방식이다. 종래의 육상이나, 건축물이 아닌 유휴수면에 설치하는 재생에너지원으로 구조체, 계류장치, 태양광 발전설비, 수중케이블 등으로 구성된다. 또한 단위모듈 형태로 설계되어 발전용량에 따라 단위모듈을 서로 연결하여 대규모 발전 시설을 조성할 수 있다. 태양광 발전기는 옥외에 설치되기 때문에 구조물에 대한 풍하중의 영향이 매우 크다. 본 연구에서는 부유식 태양광 발전 구조물에 큰 영향을 주는 풍하중을 전산유체역학을 통해 해석하였다. 유동 특성과 풍하중에 대한 풍향과 경사각의 영향을 분석하였다. 모듈의 개수와 바람의 방향에 따라 최대 하중을 받는 위치와 크기 그리고 태양광 패널과 부유체 주위의 유동 특성을 구하였다. 태양광 패널의 지면에 대한 경사각이 클수록 풍하중은 증가하였다.

• 전기학회논문지
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• 제65권5호
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• pp.811-818
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• 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.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.181-186
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• 2019

수상태양광발전 시스템은 건물옥상이나 산지 등에 개발되는 육상 태양광 발전과는 달리 주로 댐이나 저수지 등 수면위에 부력체를 이용하여 태양광 모듈을 설치하는 새로운 개념의 발전기술로서 국내 저수지 수면의 약 5 % 정도만 활용하다라도 약 4,170 MW 규모의 발전시설 건설이 가능할 만큼 개발 잠재량이 풍부하여 환경에 대한 훼손이 없이 국토의 효율적 이용이 가능한 장점이 있다. 그러나 육상과 달리 수면위에서 태양광 발전을 하기 위해서는 부력체를 이용하여 모듈 등 발전시설을 수면 위에 설치하여야 하며, 이와 더불어 수위 및 유속의 변동 등에도 안정적으로 시설을 유지할 수 있는 기술이 요구된다. 이러한 수상태양광발전 시스템에 추가적으로 안전성을 평가할 수 있는 기술기준이 현재 정립이 되어 있지 않으며 본 논문을 통해 수상태양광발전 시스템의 표준화를 위해 고려할 사항들을 정리하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권2호
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• pp.123-132
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• 2015

본 연구에서는 10 MW급 부유식 파력-해상풍력 연계형 발전시스템에 설치되는 다수 풍력발전기의 배치 설계를 수행하고, 전산유체역학 해석기법을 통해 다수 풍력발전기의 성능을 평가하였다. 날개요소운동량이론을 기반으로 한 풍력발전 단지 설계용 프로그램 WindPRO를 이용하여, 발전시스템의 적지 환경 풍황조건에 대해 최대에너지를 생산할 수 있는 배치 설계를 도출하였고, ANSYS CFX를 이용하여 다수 풍력발전기간의 후류 간섭영향을 발전기 성능 측면에서 검토하여, 근거리 다수 풍력발전기간의 후류 간섭이 시스템에 미치는 영향을 평가하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권3호
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• pp.223-232
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• 2015

본 연구에서는 부유식 파력-해상풍력 연계형 발전시스템의 기반구조물 개념설계에 대한 내용을 다루고 있다. 세계적으로 해양 신재생에너지에 대한 관심이 커져가고 있다. 파력과 해상풍력은 다른 해양에너지원과 더불어 주요 관심이 되는 에너지원으로서 발전적지가 대체로 일치한다는 특징이 있다. 따라서 파력과 해상풍력을 복합하여 발전하는 시스템은 경제적으로 많은 이점이 있고 이미 여러 나라에서 파력-해상풍력 복합발전 시스템을 개발하고 있다. 이에 따라 우리나라에서도 10MW급의 파력-해상풍력 복합발전 시스템을 개발하기 위한 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 다수 풍력발전기와 파력발전기의 배치를 고려하여 반잠수식 구조물이 설계되었다. 또한 설치해역의 환경을 고려하여 계류시스템과 파워케이블이 설계되었다. 본 논문에서는 이러한 복합발전 플랫폼의 개념설계 결과를 제시하고 다양한 발전시스템의 배치를 고려한 설계상의 어려움을 토의하고 설계 방법을 제시한다.

• 신재생에너지
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• 제20권1호
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• pp.26-37
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• 2024

Renewable energy sources play a key role in achieving carbon neutrality and zero net emissions in the power generation sector. Various efforts have been made to support the deployment of renewable energy, particularly solar photovoltaic and wind power, including policies to internalize the external cost of carbon emissions. In this study, we conducted a financial analysis of a 800 MW floating photovoltaic system and compared it with ground solar power generation. Additionally, we conducted a cost-benefit analysis that included the social cost of carbon. The findings showed that the floating photovoltaic project can meet the profitability target through an appropriately designed internalization of the social cost of carbon.

• 전기학회논문지
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• 제66권10호
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• pp.1532-1539
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• 2017

The floating photovoltaic system is a new concept in the renewable energy technology. That is similar to land based photovoltaic technology except floating system. So the system needs buoyant objects, mooring, ect, besides modules and supports, and that is able to withstand in water level changes and wind strength. Therefore the floating photovoltaic system is much different from land photovoltaic system. K-water (Korea Water Resources Corporation) has been operating two floating photovoltaic system that's capacity is 100 kW and 500 kW respectively since in summer 2011 for commercial generation, and have construction project for 2,000 kW in Boryeong multipurpose Dam and other areas. Furthermore K-water was developing a tracking-type floating photovoltaic system at Daecheong multipurpose Dam and developed and installed an ocean floating photovoltaic demonstration plant at Sihwa Lake in October 2013 for R&D. In this paper, we introduce that structure of floating photovoltaic system include buoyant structure, mooring system and auxiliary device. Especially the rope which is in part of mooring should be always maintain tension under any water level. Also we explain about structure design concept to wind load in an every loading condition and a kind of structure materials and PV structure types used in water environment. Especially ocean floating PV system is affected by tidal current and typhoon. So there are considering the elements in design. Finally we compare with floating and land photovoltaic on power amount. As a result of that we verified the floating photovoltaic system is more about 6.6~14.2 % efficiency than a general land photovoltaic system.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4447-4454
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• 2013

2011년 10월 국내 최초로 다목적댐 저수지에 100kW급 수상태양광발전 상용화 실증 플랜트가 합천댐에 설치되었다. 수상태양광발전 설비는 육상에 설치하는 태양광발전 설비와는 달리 수상부유체, 계류장치, 수중케이블 등 설치에 많은 어려움이 있다. 특히 수상이라는 환경적 제약으로 인해 육상 태양광 시공 방법으로 공정 관리를 할 수 없는 많은 변수가 속출한다. 수상태양광발전의 구조체는 수상태양광 모듈 및 기타 전기설비를 수상에 부상시키기 위한 설비로서 바람이나 태풍 등 기상환경에 견뎌야 하고 수질에 악영향을 미치지 말아야하며 시공성, 경제성 등 종합적인 고려가 필요하다. 본 논문에서는 100kW 수상태양광 시공사례를 바탕으로 수상태양광의 구조체, 계류장치, 수중케이블, 전력설비 및 원격감시제어시스템의 시공기술에 대한 기초자료를 제공하였다. 본 연구에서 시공된 100kW 수상태양광은 현재 평균 설비이용률 15%로 운영중에 있다.