태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치가 설치된 해상 부유체는 파도에 의해서 운동한다. 해상 부유체의 안전성을 평가하기 위해서는 부유체 운동의 측정과 해석이 필요한데, 일반적으로 6자유도 운동을 이용한다. 6자유도 운동은 저전력, 소형, 저가의 특징을 갖고 있는 MEMS(Micro-Electro Mechanical System)를 이용하여 측정할 수 있다. 문제는 MEMS의 낮은 정밀도이다. 본 연구에서는 이러한 MEMS를 이용한 해상 태양광 부유체의 거동을 측정하고, 측정한 거동을 이용한 안전성 평가 기법에 관하여 검토하였다. 연구결과 3축의 가속도계와 3축의 자이로스코프를 이용한 관성 측정 플랫폼을 통해서 해상 부유체의 모델링과 안전성 평가가 가능함을 알았다.
태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치가 설치된 해상 부유체는 파도에 의해서 운동한다. 해상 부유체의 안전성을 평가하기 위해서는 부유체 운동의 측정과 해석이 필요한데, 일반적으로 6자유도 운동을 이용한다. 6자유도 운동은 저전력, 소형, 저가의 특징을 갖고 있는 MEMS(Micro-Electro Mechanical System)를 이용하여 측정할 수 있다. 문제는 MEMS의 낮은 정밀도이다. 본 연구에서는 이러한 MEMS를 이용한 해상 태양광 부유체의 거동을 측정하고, 측정한 거동을 이용한 안전성 평가 기법에 관하여 검토하였다. 연구결과 3축의 가속도계와 3축의 자이로스코프를 이용한 관성 측정 플랫폼을 통해서 해상 부유체의 모델링과 안전성 평가가 가능함을 알았다.
A floating body with a device that converts solar energy into electrical energy is moved by waves. To evaluate the safety of a floating body, measurement and interpretation of the float motion is required, which is generally based on 6 degrees of freedom motion. The 6 degree of freedom motion can be...
A floating body with a device that converts solar energy into electrical energy is moved by waves. To evaluate the safety of a floating body, measurement and interpretation of the float motion is required, which is generally based on 6 degrees of freedom motion. The 6 degree of freedom motion can be measured using MEMS (Micro-Electro Mechanical System), which features low power, small size and low cost. The key issue is, meanwhile, the low precision of the MEMS. In this study, the safety evaluation technique by analyzing the behavior of floating body using MEMS was examined. As a result of the study, it was found that the marine floating body can be modeled through the inertial measurement platform using the 3-axis accelerometer and the 3-axis gyroscope, and the safety of the float can be evaluated through this model.
A floating body with a device that converts solar energy into electrical energy is moved by waves. To evaluate the safety of a floating body, measurement and interpretation of the float motion is required, which is generally based on 6 degrees of freedom motion. The 6 degree of freedom motion can be measured using MEMS (Micro-Electro Mechanical System), which features low power, small size and low cost. The key issue is, meanwhile, the low precision of the MEMS. In this study, the safety evaluation technique by analyzing the behavior of floating body using MEMS was examined. As a result of the study, it was found that the marine floating body can be modeled through the inertial measurement platform using the 3-axis accelerometer and the 3-axis gyroscope, and the safety of the float can be evaluated through this model.
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문제 정의
관성항법계는 3차원 공간에서 3축의 가속도와 3축의 각속도를 이용한 것으로, 관성 플랫폼으로 부른다. 본 연구에서는 관성 플랫폼을 이용한 태양광 부유체의 거동 해석 방법과 MEMS를 이용한 데이터 획득방법 등을 검토하였다.
가설 설정
관성 플랫폼은 3차원 공간에서 6자유도의 관성 특성을 측정하기 위한 것이다. 관성 플랫폼은 Fig. 1과 같은 부유체(floating body)에 설치되는 것으로 가정한다. 이 부유체의 거동은 해상 파의 파고와 입사 방위에 의한 6자유도 운동으로 해석할 수 있다.
성능/효과
현재 본 연구는 기획 단계이기 때문에 구체적인 결과는 연구를 통해서 도출되어야 한다. 단, 본 연구를 통해서 해상 태양광의 부유체는 관성 플랫폼으로 모델링할 수 있고, 관성 플랫폼은 MEMS 기반의 3축 가속도계와 3축 자이로를 이용하여 구성할 수 있음을 알았다. 본 연구를 통해서 해상 태양광 부유체의 안전성을 과학적으로 평가할 수 있는 기반을 확보할 수 있었다.
단, 본 연구를 통해서 해상 태양광의 부유체는 관성 플랫폼으로 모델링할 수 있고, 관성 플랫폼은 MEMS 기반의 3축 가속도계와 3축 자이로를 이용하여 구성할 수 있음을 알았다. 본 연구를 통해서 해상 태양광 부유체의 안전성을 과학적으로 평가할 수 있는 기반을 확보할 수 있었다.
후속연구
높은 파고의 파도가 부유체의 특정 방향으로 입사되는 경우, 부유체가 파손되거나 전복될 수 있다. 이러한 사고는 태양광 시설과 장비가 손실되는 결과를 초래할 수 있고, 이에 따른 부유체 안전성에 관한 연구가 필요하다.
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