선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 첫 번째 단계로서, 비계류 플랫폼의 규칙파에 대한 선형 주파수 응답해석을 통하여 여러 가지 응답에 대한 RAO(Response amplitude operator)를 도출한다. 그러나 본 연구에서 선형 주파수응답해석은 불규칙파에 대한 주파수응답해석 또는 시간응답해석의 입력데이터로 사용되는 부가수 질량 및 방사 감쇠 행렬을 구하기 위하여 수행된다. 이는 Ansys.
- 본 논문에서는 부유식 복합 에너지 플랫폼 개념을 사용하여 해상풍력, 조류력, 태양광 발전이 가능한 해상구조물을 제시하고 계류선을 설계하는 방법 및 절차를 제시하고자 한다. 플랫폼에 적용되는 계류선의 형식으로서, 풍력발전기 너셀의 운동을 효과적으로 제어하기 위하여 인장각식 계류방식을 고려하였다.
- 본 연구에서는 해상 풍력 발전기를 주전력원, 태양광 발전기 및 조류 발전기을 보조전력원으로 가지는 부유식 복합형 재생 에너지 플랫폼을 가정하였다. 본 논문의 목적은 이 플랫폼의 계류선 배치 설계 절차를 초기 설계 수준에서 제시하는 것이기 때문에, 해상 풍력 발전과 조류력 발전 또는 태양광 발전의 동시 수행에 대한 타당성과 경제성에 대한 고려는 하지 않았다.
- 본 연구에서는 서론에서 언급했듯이 5MW급 풍력발전기와 태양광발전 패널 및 조류력발전기가 설치된 복합 재생에너지 플랫폼을 대상으로 하고자 한다. 플랫폼의 기본적인 형상 및 치수는 주발전원으로 사용될 풍력발전기의 용량을 고려하여 결정되어야 한다.
- 비계류 플랫폼의 부가수 질량(Added mass) 및 방사 감쇠(Radiation damping)를 도출하기 위한 주파수영역 선형해석, 계류된 플랫폼의 자유 수면상 안정 위치를 탐색하는 평형위치해석, 계류된 플랫폼 계류선의 파랑 주파수 유기 공진(Wave frequencyinduced resonance) 및 저주파수 공진(Drift motion-induced low frequency resonance)의 주파수 대역을 판정하기 위한 선형 주파수응답해석, 마지막으로 계류선의 인장이력을 도출하기 위하여 계류된 플랫폼의 비선형 시간응답해석을 수행하였다. 이러한 상향식 해석 단계를 거쳐 가능한 계류선 배치 시나리오를 선정하고, 비선형 시간응답해석을 통하여 얻어진 계류선의 인장 이력으로부터 설계수명 동안의 피로 손상을 예측하여 최종적인 계류선의 배치 시나리오를 결정하는 방법을 제시하고자 한다.
- 가장 큰 중량을 차지하는 풍력발전기의 규격이 결정되었으므로, 이를 바탕으로 전체 중량을 추정하고, 전체적인 중량과 평형을 만족시키는 부력을 가지도록 부유체 구조의 기본적인 제원 및 흘수를 결정하였다. 이렇게 결정된 플랫폼 및 계류선 시나리오에 따라 상향식 유체동역학 해석을 통하여 계류선의 효과적인 배치에 대한 방법을 제안하고자 한다.
- 전술한 바와 같이 비계류 플랫폼의 주파수응답해석은 계류 플랫폼의 주파수응답해석 또는 시간응답해석에 필요한 부가수 질량 및 방사 감쇠를 얻기 위하여 수행된다. 계류 플랫폼의 주파수응답 해석을 위하여 필요한 구조물의 이산화(요소 생성 또는 패널 생성)에 있어서 요소의 크기는 매우 중요한 인자이다.
가설 설정
- 5MW급 풍력발전기의 최대효율이 발생하는 풍속인 11.2m/sec로 가정하였으며(Lefebvre and Collu, 2012), 풍향은 일정 방향 (0°)만 고려하였다.
- 5MW급 풍력발전기의 제원은 NREL 보고서(NREL, 2009)를 참고하였으며, 부유체의 기본 형상은 WindFloat(Principle Power, 2012)를 참고하여 결정하였다. WindFloat의 경우 최대 운용수심이 50m내외이지만, 본 연구에서는 80m 수심을 가정하였다. Fig.
- 따라서 공진을 근본적으로 회피하기 위해서는 부유체의 고유주파수가 좀더 고주파수 영역 또는 저주파수 영역에 배치되도록 계류선을 배치하는 것이 효과적이다. 따라서 본 연구에서 가정한 인장각식 계류선 배치는 현재 해역의 특성에서는 비효율적인 배치일수도 있다. 따라서 차후 연구로는 현수선식 계류방법이나 강선식 계류방법의 타당성이 조사될 필요가 있다.
- 북대서양의 파빈도분포표에서 가장 발현 빈도가 높은 단기해상상태를 파랑하중의 기본조건으로 가정하였으며, 풍속 및 유속은 풍력 발전 및 조류력 발전의 효율성을 담보하는 수준에서 결정되었다. 또한 파도, 조류, 바람의 방향에 따라서 6개의 가능한 하중 케이스로 분류하고 동일한 발현 확률을 가지는 것으로 가정하였다. 비교적 낮은 수심(80m)을 가정하였기 때문에, 인장각식 계류선을 고려하였다.
- 본 연구에서는 천해에서 부유식 풍력발전기에 타당한 것으로 알려진 인장각식 계류방식을 가정하였다. 해저면과 이루는 각도에 따른 총 3가지 계류선 배치 형태를 고려하였다(Fig.
- 본 연구에서는 해상 풍력 발전기를 주전력원, 태양광 발전기 및 조류 발전기을 보조전력원으로 가지는 부유식 복합형 재생 에너지 플랫폼을 가정하였다. 본 논문의 목적은 이 플랫폼의 계류선 배치 설계 절차를 초기 설계 수준에서 제시하는 것이기 때문에, 해상 풍력 발전과 조류력 발전 또는 태양광 발전의 동시 수행에 대한 타당성과 경제성에 대한 고려는 하지 않았다.
- 부유식 복합 재생 에너지 플랫폼의 주요 형상은 WindFloat(Principle Power, 2012)에 기초하여 설계되었으며, 풍력 발전기의 용량은 5MW급을 가정하였다. 북대서양의 파빈도분포표에서 가장 발현 빈도가 높은 단기해상상태를 파랑하중의 기본조건으로 가정하였으며, 풍속 및 유속은 풍력 발전 및 조류력 발전의 효율성을 담보하는 수준에서 결정되었다.
- 부유식 복합 재생 에너지 플랫폼의 주요 형상은 WindFloat(Principle Power, 2012)에 기초하여 설계되었으며, 풍력 발전기의 용량은 5MW급을 가정하였다. 북대서양의 파빈도분포표에서 가장 발현 빈도가 높은 단기해상상태를 파랑하중의 기본조건으로 가정하였으며, 풍속 및 유속은 풍력 발전 및 조류력 발전의 효율성을 담보하는 수준에서 결정되었다. 또한 파도, 조류, 바람의 방향에 따라서 6개의 가능한 하중 케이스로 분류하고 동일한 발현 확률을 가지는 것으로 가정하였다.
- 또한 파도, 조류, 바람의 방향에 따라서 6개의 가능한 하중 케이스로 분류하고 동일한 발현 확률을 가지는 것으로 가정하였다. 비교적 낮은 수심(80m)을 가정하였기 때문에, 인장각식 계류선을 고려하였다. 초기 인장력을 결정하는 반잠수 깊이와 운동 특성에 많은 영향을 미치는 계류선의 인장각도에 따라 9가지 계류선 배치 시나리오를 고려하였다.
- 환경 외력을 많이 경험할 것으로 예상되는 1번 계류선의 MBL을 2번 및 3번 계류선보다 한 등급 높게 책정하였다. 여기서 계류선의 강성은 항상 인장 탄성을 유지한다고 가정하였으며, 계류선의 중량은 전체 중량에 포함되지 않았다.
- Table 6은 계류선 시나리오 및 하중조건에 따른 설계수명 동안의 계류선의 누적 피로를 나타낸다. 여기서 설계수명 20년을 가정하였으며, 3시간의 단기해상상태에 대한 계류선의 인장력 이력이 설계 수명동안 확장될 수 있다고 가정하여 장기 피로 손상도를 계산하였다. 이러한 선형 확장 방법은 해양플랜트의 스펙트럴 피로해석에 통상적으로 이용되는 방법이다.
- 조류의 속도는 조류발전을 위하여 2.0m/sec, 방향은 만조와 간조에 상응하는 0°와 180°로 가정하였다.
- 플랫폼에 적용되는 계류선의 형식으로서, 풍력발전기 너셀의 운동을 효과적으로 제어하기 위하여 인장각식 계류방식을 고려하였다. 초기인장력, 해저면과의 각도에 따른 설계 시나리오를 결정하고, 수개의 가능한 하중 케이스(Load case)를 가정하여, 상용 프로그램인 Ansys.Aqwa를 이용하여 유체동역학 해석을 수행하였다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.