오늘날, 화석연료의 고갈과 가격상승, 이산화탄소 배출로 인한 지구온난화로 인한 생태계 파괴가 급속화 되면서 세계적으로 온실가스 배출량을 최소화가 확산되고 있는데 에너지 다소비국인 우리나라로서는 국가경쟁력 향상을 위해 환경 친화적인 새로운 에너지원의 개발이 절실히 요구되고 있다. 그 중 우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸고 있으며 세계에서도 흔하지 않은 조력 및 조류발전의 최적입지조건을 갖추고 있어 이를 적극 활용한 해양에너지 개발이 용이하다. 본 논문에서는 조류 발전 중 유향과 ...
오늘날, 화석연료의 고갈과 가격상승, 이산화탄소 배출로 인한 지구온난화로 인한 생태계 파괴가 급속화 되면서 세계적으로 온실가스 배출량을 최소화가 확산되고 있는데 에너지 다소비국인 우리나라로서는 국가경쟁력 향상을 위해 환경 친화적인 새로운 에너지원의 개발이 절실히 요구되고 있다. 그 중 우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸고 있으며 세계에서도 흔하지 않은 조력 및 조류발전의 최적입지조건을 갖추고 있어 이를 적극 활용한 해양에너지 개발이 용이하다. 본 논문에서는 조류 발전 중 유향과 터빈의 회전축이 평행한 수평축 조류발전 터빈에 대하여 연구하였다. 풍력발전과 동일한 작동원리를 가지고 있어 풍력발전의 이론을 적용할 수 있다는 장점이 있다. 이에 따라 터빈의 로터에서 발전기까지의 동력전달모델을 간략화 하고, 운동방정식을 유도하였으며 이를 이용하여 제어기를 설계하였다. 유도한 운동방정식에 실험용 수평축 조류발전 터빈의 파라메터를 적용하고 PID 및 LQI 제어기법을 이용하여 제어기를 설계/비교하였다. 이후 설계한 제어기를 검정하기 위해 실험실 사이즈의 수평축 조류발전 터빈을 설계하여 터빈의 파라메터를 구하고, 시뮬레이션을 진행하였으며 실험을 위해 제어 하드웨어를 구성/제작하여 수동에서 실제 실험을 하였다. 실험결과 임의로 터빈의 회전속도를 변경하였을 때 이에 따라 피치각이 변화하면서 회전속도를 기준 회전속도로 유지시켰으며, 4초 이내에 피치각과 회전속도 모두 안정화되었다.
오늘날, 화석연료의 고갈과 가격상승, 이산화탄소 배출로 인한 지구온난화로 인한 생태계 파괴가 급속화 되면서 세계적으로 온실가스 배출량을 최소화가 확산되고 있는데 에너지 다소비국인 우리나라로서는 국가경쟁력 향상을 위해 환경 친화적인 새로운 에너지원의 개발이 절실히 요구되고 있다. 그 중 우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸고 있으며 세계에서도 흔하지 않은 조력 및 조류발전의 최적입지조건을 갖추고 있어 이를 적극 활용한 해양에너지 개발이 용이하다. 본 논문에서는 조류 발전 중 유향과 터빈의 회전축이 평행한 수평축 조류발전 터빈에 대하여 연구하였다. 풍력발전과 동일한 작동원리를 가지고 있어 풍력발전의 이론을 적용할 수 있다는 장점이 있다. 이에 따라 터빈의 로터에서 발전기까지의 동력전달모델을 간략화 하고, 운동방정식을 유도하였으며 이를 이용하여 제어기를 설계하였다. 유도한 운동방정식에 실험용 수평축 조류발전 터빈의 파라메터를 적용하고 PID 및 LQI 제어기법을 이용하여 제어기를 설계/비교하였다. 이후 설계한 제어기를 검정하기 위해 실험실 사이즈의 수평축 조류발전 터빈을 설계하여 터빈의 파라메터를 구하고, 시뮬레이션을 진행하였으며 실험을 위해 제어 하드웨어를 구성/제작하여 수동에서 실제 실험을 하였다. 실험결과 임의로 터빈의 회전속도를 변경하였을 때 이에 따라 피치각이 변화하면서 회전속도를 기준 회전속도로 유지시켰으며, 4초 이내에 피치각과 회전속도 모두 안정화되었다.
This paper describes design of a pitch control system for a horizontal tidal current turbine power generator. Blade pitch of a turbine is regulated to keep rotational speed and power of the generator at rated values when the flow speed is over the nominal rated value. Using simplified model of the t...
This paper describes design of a pitch control system for a horizontal tidal current turbine power generator. Blade pitch of a turbine is regulated to keep rotational speed and power of the generator at rated values when the flow speed is over the nominal rated value. Using simplified model of the turbine, a dynamic equation of the turbine is obtained. Because the dynamic equation is nonlinear, a linearized model is obtained at operating point using the Taylor series approximation. PID control method and LQI control method were applied for the design of the controller, and then the performances of it were verified through computer simulations. As the flow speed was changed, pitch angle was controlled well, and the rotational speed of the generator was kept at the target rotational speed in the simulation. But the PID control result had overshoot and undershoot, the PID controller need more energy for keeping rotational speed. After the computer simulations, the LQI controller was implemented using an embedded microprocessor and the performance of it was verified through experiments in real environment.
This paper describes design of a pitch control system for a horizontal tidal current turbine power generator. Blade pitch of a turbine is regulated to keep rotational speed and power of the generator at rated values when the flow speed is over the nominal rated value. Using simplified model of the turbine, a dynamic equation of the turbine is obtained. Because the dynamic equation is nonlinear, a linearized model is obtained at operating point using the Taylor series approximation. PID control method and LQI control method were applied for the design of the controller, and then the performances of it were verified through computer simulations. As the flow speed was changed, pitch angle was controlled well, and the rotational speed of the generator was kept at the target rotational speed in the simulation. But the PID control result had overshoot and undershoot, the PID controller need more energy for keeping rotational speed. After the computer simulations, the LQI controller was implemented using an embedded microprocessor and the performance of it was verified through experiments in real environment.
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