주요 연구 성과

주요 연구 성과

  • 이상봉 교수님 연구실, TetraSpar 방식의 10MW 해상 부유식 풍력 발전기 제어 및 동적 분석
  • 관리자 |
  • 2024-07-01 10:24:07|
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해상 풍력 에너지 기술은 가장 유망한 재생 가능한 에너지원으로 자리잡고 있다. TetraSpar 방식의 플랫폼은 해상 풍력 발전소의 설치와 비용을 줄이기 위해서 고안된 방식이다. Yisehak 석사과정과 이상봉 교수님 연구실에서는 이러한 방식으로 설치된 해상 부유식 풍력 발전기의 중요한 요소인 제어 시스템에 대해서 연구를 시행함으로써 풍력 발전기의 시스템을 안정화하고, 전력 생산을 최적화하며, 플랫폼이 과부하되지 않도록 보호하는 방법에 대한 연구를 수행했다.

연구방법으로 OpenFAST와 AQWA 프로그램을 결합하여 부유식 해상 풍력 발전기 모델의 공력, 구조, 제어 동역학을 시뮬레이션을 시행했으며 제어 전략으로 ROSCO를 통하여 기본 제어기, 고정 블레이드 피치 제어기, 튜닝된 제어기를 이용하여 다양한 조건에서 발생하는 플랫폼의 동적 응답을 비교했다. 결론적으로 튜닝된 제어기(Detuned controller)에서 가장 좋은 성능을 보였는데 블레이드 피치 변동이 기본 제어기와 비교하여 30%가 감소하고 최대 피치 각도가 34% 감소한 것을 확인했다. 또한 플랫폼 피치 변동이 감소하였음을 확인했다. 이 연구는 튜닝된 제어기는 부유식 해상 풍력 터빈의 안정성을 높이고 블레이드 피치와 플랫폼 피치 변동을 감소하는데 효과적임을 보여주었다.



그림 3 : Blade pitch, Rotor speed, Platform Surge, Platform Pitch의 통계적 분석

관련 논문은 2023년 Renewable Energy 저널의 217호에 게재되었다. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148123011096)
 
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