최근 일정기간 해상에서 운용된 해양교통시설물은 수주와 파도 유입구에 해조류 증착이 발생되어, 파력발전 효율이 감소되는 문제점이 발생하였다. 따라서 해조류 증착을 억제하고자 단일채널 AFS(Anti-Fouling System)를 적용하였다. 그러나 단일채널 AFS에 이용된 구리 전극봉의 이온화 불균형 현상이 나타났다. 구리 전극봉의 이온화 불균형은 전극봉의 교환시기를 앞 당겨, 잦은 전극봉의 교체가 필요한 문제가 발생하였다. 본 논문에서는 다 채널 전류제어 방식을 이용한 해양교통시설물용 다채널 AFS의 알고리즘을 만들고, 하드웨어를 설계, 제작하였다. 그리고 기존의 단일채널 AFS와 다채널 AFS의 실 해역실험을 통해 제어방식에 따른 구리 전극봉 이온화 차이를 확인할 수 있는 비교 실험을 진행하였다. 실 해역실험결과 다채널 AFS에 이용된 구리 전극봉이 균일하게 이온화 되는 것을 확인할 수 있었다.
최근 일정기간 해상에서 운용된 해양교통시설물은 수주와 파도 유입구에 해조류 증착이 발생되어, 파력발전 효율이 감소되는 문제점이 발생하였다. 따라서 해조류 증착을 억제하고자 단일채널 AFS(Anti-Fouling System)를 적용하였다. 그러나 단일채널 AFS에 이용된 구리 전극봉의 이온화 불균형 현상이 나타났다. 구리 전극봉의 이온화 불균형은 전극봉의 교환시기를 앞 당겨, 잦은 전극봉의 교체가 필요한 문제가 발생하였다. 본 논문에서는 다 채널 전류제어 방식을 이용한 해양교통시설물용 다채널 AFS의 알고리즘을 만들고, 하드웨어를 설계, 제작하였다. 그리고 기존의 단일채널 AFS와 다채널 AFS의 실 해역실험을 통해 제어방식에 따른 구리 전극봉 이온화 차이를 확인할 수 있는 비교 실험을 진행하였다. 실 해역실험결과 다채널 AFS에 이용된 구리 전극봉이 균일하게 이온화 되는 것을 확인할 수 있었다.
After some period of time, the marine traffic facilities find problems caused by shellfish adhered to inside and inlet of the water column. Therefore, single-channel AFS(Anti-Fouling System) has been applied in order to minimize the deposition of shellfish. However, imbalance phenomenon of ionizatio...
After some period of time, the marine traffic facilities find problems caused by shellfish adhered to inside and inlet of the water column. Therefore, single-channel AFS(Anti-Fouling System) has been applied in order to minimize the deposition of shellfish. However, imbalance phenomenon of ionization of copper electrodes that are used for single-channel AFS appeared. This problem resulted in frequent replacement of anode. In this paper, multi-channel current control system has been developed, as well as the related hardware has been designed and fabricated. Further, experimental study has been undertaken to compare the application of single and multi- channel AFS. Through the sea experiments, it was possible to confirm that the copper electrode used for multi-channel AFS is uniformly ionized.
After some period of time, the marine traffic facilities find problems caused by shellfish adhered to inside and inlet of the water column. Therefore, single-channel AFS(Anti-Fouling System) has been applied in order to minimize the deposition of shellfish. However, imbalance phenomenon of ionization of copper electrodes that are used for single-channel AFS appeared. This problem resulted in frequent replacement of anode. In this paper, multi-channel current control system has been developed, as well as the related hardware has been designed and fabricated. Further, experimental study has been undertaken to compare the application of single and multi- channel AFS. Through the sea experiments, it was possible to confirm that the copper electrode used for multi-channel AFS is uniformly ionized.
본 논문에서는 다채널 AFS를 제안하고 해상실험을 진행하였다. 현재 해양교통시설물에서 이용되는 단일채널 AFS는 시간이 지남에 따라 구리 전극봉의 이온화 차이가 발생하여 잦은 구리 전극봉의 교체가 필요한 문제점을 지닌다.
가설 설정
다음 Figure 7은 실험실 내부에서 다채널 AFS의 전류제어 실험사진이다. 파워서플라이어를 축전지라 가정하고, 파워서플라이어의 전압의 변화에 따라 출력되는 전류의 변화를 확인하였다. 실험실 내부실험결과 파워서플라이어 전압의 변화에 따라 다채널 AFS에서 출력되는 전류의 값이 변화함을 확인할 수 있다.
제안 방법
본 논문에서는 기존의 AFS가 지닌 구리 전극봉 이온화 불균형을 보완한 다 채널 전류제어방식을 이용한 AFS를 제작하였고, 실 해역에서 1년간 실험하였다. 실험결과 다채널 전류제어방식을 이용한 AFS의 효용성을 확인할 수 있었다.
대상 데이터
Figure 1은 해양교통시설물에 이용되는 단일채널 AFS의 구성도를 나타낸 것이다. 구리 전극봉과 해양교통시설물의 선체접지 사이에 전류를 흘려서 구리 전극봉에서 구리가 용해되도록 구성되어 있다.
성능/효과
해상 실험결과 다채널 AFS는 기존의 단일채널 AFS와 동일하게 패조류 증식을 방지함과 동시에 단일채널 AFS의 단점 이었던 구리 전극봉 이온화 불균형 문제를 해결하였다. 그리고 단일채널 AFS보다 해양교통시설물의 유지 관리면에서 유리함을 확인하였다.
그러므로 다채널 AFS의 알고리즘을 제안하고 실험실에서 전류제어를 실험한 직후 해상실험을 진행하였다. 해상 실험결과 다채널 AFS는 기존의 단일채널 AFS와 동일하게 패조류 증식을 방지함과 동시에 단일채널 AFS의 단점 이었던 구리 전극봉 이온화 불균형 문제를 해결하였다. 그리고 단일채널 AFS보다 해양교통시설물의 유지 관리면에서 유리함을 확인하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
해양교통시설물이란?
해양교통시설물은 해상에서 운항중인 다양한 선박에 안전과 해협의 표시나 암초등 위험이 있는 장소를 알려주기 위하여 해상에 설치된 구조물 이다. 해양교통시설물의 설치 목적상 육지와 상당히 먼 거리에서 운용되는 특성이 있다.
해양교통시설물의 특성은?
해양교통시설물은 해상에서 운항중인 다양한 선박에 안전과 해협의 표시나 암초등 위험이 있는 장소를 알려주기 위하여 해상에 설치된 구조물 이다. 해양교통시설물의 설치 목적상 육지와 상당히 먼 거리에서 운용되는 특성이 있다. 따라서 해양교통시설물은 태양광발전을 이용한 독립전원체계로 등명기와 통신장비등에 전력을 공급한다.
해양교통시설물을 위해 복합발전전력체계가 연구되고 있는 이유는?
따라서 해양교통시설물은 태양광발전을 이용한 독립전원체계로 등명기와 통신장비등에 전력을 공급한다. 그러나 기상조건에 영향을 많이 받는 태양광발전의 특징과 GPS(Global Positioning System), AFS(Anti Fouling System), 해양환경감시장치, 추가적으로 늘어나는 통신장비등에 의해 소비전력량이 증가하고 있다. 따라서 많은 수요전력을 충족하기 위하여 태양광, 풍력, 파력발전을 이용한 복합발전전력체계가 연구되고 있다[1][2].
참고문헌 (6)
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Ministry of Oceans and Fisheries, Final Report on the Improvement Passage Improvements and Services Manual Revised Research Service in Korean, 2008.
Ryokuseisha Corporation, Measuring of Output Power of wave Activated Generator Fit-ted on Lighted Buoy in the Field, Technical Report, pp 63-74, 2002.
S. Y. Lee, H. Y. Kim, and J. B. Ju, "A study on the characteristics of copper ion generator for the removal of algae," Journal of the Korean Electrochemical Society, vol. 15, no. 1, pp. 41-47, 2012 (in Korean).
H. I. Son, H. H. Cho, and J. S. Lee, "A study on the leading edge modulation buck converter operating in discontinuous conduction mode," Journal of Power Electronics, vol. 12, no. 3, pp. 241-247, 2007 (in Korean).
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