국내외 해양에너지 기술개발 동향

고동휘,이진학,허만웅,박진순 한국수자원학회 2023 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.56 No.3

진도 울돌목의 조류 연직 프로파일 매개변수 분포 특성

고동휘,박진순,조홍연,박준석,이기섭,최혁진 한국해안,해양공학회 2017 한국해안해양공학회 논문집 Vol.29 No.6

In general, the power law and logarithmic profile are commonly used as flow vertical velocity profile model. However, since the parameters of profile vary with characteristics of coastal environment, it is necessary to estimate these values from measured data using regression analysis. In this paper, we estimated the power law exponent (n), friction velocity (u*) and roughness length (z0) of logarithmic profile by analyzing measured tidal current data that are averaged at a interval of 30 min. In the results of analysis, power law exponent (n) was estimated to be about 10.75 during flood and about 9.3 during ebb. Meanwhile, u* of logarithmic profile was estimated to be about 0.084 m/s, 0.105 m/s during flood and ebb, respectively. Also, z0 was estimated to be 0.004 m and 0.006 m, respectively. 일반적으로 멱법칙과 대수함수 프로파일은 유속 연직 프로파일 모델로 많이 사용된다. 그러나 해역특성에따라 모델별 매개변수의 값들이 상이하므로 실제 관측치를 통해 이들 값을 추정할 필요가 있다. 본 연구에서는 울돌목 해역에서 관측한 30분 평균 유속자료를 이용하여 창 ·낙조 시 멱법칙의 고도분포지수(n) 값과 대수함수 프로파일의 마찰속도(u*)와 조도길이(z0)를 추정하였다. 또한, 수심평균유속과 매개변수간의 상관관계를 분석하였으며, 관측치와의 오차분석을 수행하였다. 그 결과, power law의 고도분포지수(n)는 창조 시에는 평균 10.75, 낙조 시에는평균 9.3의 고도분포지수 값을 가지는 것으로 나타났다. 한편, 대수함수 프로파일의 u*는 창 ·낙조 시, 0.084 m/s와0.105 m/s로 각각 추정되었으며, z0는 0.004 m, 0.006 m로 각각 추정되었다.

해상풍력 구조물 주변의 세굴영향 분석

고동휘(D.H.Ko),정신택(S.T.Jeong),장화섭(H.S.Jang),김호섭(H.S.Kim) 한국해양환경·에너지학회 2014 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.5

중국 해양에너지 기술 표준 소개

고동휘(Dong-Hui Ko),이진학(Jin-Hak Yi),박진순(Jin-Soon Park) 한국해양환경·에너지학회 2021 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.5

최근 중국은 급속한 경제 성장과 함께 에너지 소비 역시 큰 폭으로 증가하고 있다. 따라서 세계적인 탄소저감 노력에 부응하기 위하여 에너지 생산에서 있어서의 재생에너지 비율을 높이기 위하여 노력하고 있으며, 재생에너지 관련 시장 또한 성장하고 있다. 해양에너지 역시 중국 에너지 시장에서 점점 더 중요한 역할을 해오고 있으며, 2016년 중국발전개혁위원회에서는 제13차 재생에너지 개발 5개년 계획을 수립하여 해양에너지 기술의 종합적인 활용을 위한 R&D를 강화하고 있다. 또한 중국 자연자원부에서는 해양에너지 산업 형성과 관리에 초점을 두고 정책을 추진하고 있다. 이처럼 중국은 경제성장과 함께 재생에너지의 한 축으로써 해양에너지에 많은 투자를 하고 있으며, 또한 국제 시장에 대응하기 위한 국가 기술 표준을 제정하고 있다. 이에 본 발표에서는 중국 해양에너지 기술 표준화와 관련하여 몇 가지 기술표준을 소개하고자 한다. Recently, renewable energy consumption has increased year by year with the economic growth in China. Especially, marine energy has played an essential role in the country. The 13th Five-Year Plan for Renewable Energy Development (2016–2020) made by the National Development and Reform Commission of China in 2016 explicitly proposed strengthening R&D of comprehensive utilization of marine energy technology. Besides, the Ministry of Natural Resources of China is promoting policies with a focus on the development and management of marine energy industry in China. As such, China is investing heavily in marine energy along with economic growth and is also establishing national technical standards to respond to the international market. Thus, this study introduces the current status of China’s marine energy technical standards.

1㎿급 조류발전시스템 설계조건 분석

고동휘(Dong-Hui Ko),김성원(Sungwon Kim),김선빈(Sun-Bin Kim),홍혜민(Hyemin Hong),이진학(Jin-Hak Yi) 한국해양환경·에너지학회 2020 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.7

본 연구에서는 1MW급 조류발전시스템 개발을 위하여 IEC TS 62600-2 설계요구사항에 따라 설계 초안을 작성하였다. 환경조건은 조류발전시스템이 설치 될 예정인 장죽수도의 해양조건과 지반조건에 대해서 분석하여 제시하였다. 또한, IEC TS 62600-2 문서에서 제시하고 있는 설계하중케이스와 구조물 설계에 필요한 부분안전계수를 검토하였다. 이 문서는 향후 1MW급 조류발전시스템 설계에 활용될 예정이다. In this paper, the design basis was prepared according to the IEC TS 62600-2 design requirements for the development of 1MW tidal energy converter. The environmental conditions were presented after analyzing the marine conditions and soil conditions in Jang-Juk waterway where the tidal energy converter will be installed. In addition, the design load cases and the partial safety factors required for the design of the structures were reviewed. This design basis will be used to design a commercialization system of 1MW tidal energy converter.

조류발전시스템 성능실험을 위한 해상성능시험장 기본 및 실시설계 추진 현황

고동휘(Dong-Hui Ko),박진순(Jin-Soon Park) 한국해양환경·에너지학회 2019 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.11

해양에너지 용어 표준(안) 개발

고동휘(Dong-Hui Ko),이진학(Jin-Hak Yi),최종수(Jong-Su Choi),서종범(Jong-Beom Seo) 한국해양환경·에너지학회 2021 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10

최근 국내에서는 탄소중립 정책과 관련하여 해양에너지에 대한 연구개발의 수요가 높아지면서 시험·인증체계 구축의 필요성이 대두되고 있다. 특히 조류발전 및 파력발전 실해역 시험장 구축 연구가 진행되면서 시험 인프라와 연계하여 국내 환경에 적합한 국가표준 개발이 필요한 실정이다. 한편 IEC(International Electrotechnical Commission)에서는 해양에너지 분야 국제표준 개발과 적합성 평가 제도를 운영하고 있으며, 기술문서는 TC(Technical Committees) 114에서 62600 시리즈를 발간하고 있다. 이처럼 국제표준이 마련된 현 상황에서는 WTO/TBT 협정에 따라 국제표준 부합화가 진행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 해양에너지 산업 및 관련 산업 분야의 조직과 개인 사이의 의사소통을 용이하게 하기 위하여 통일된 용어를 정리한 해양에너지 용어 표준(안)을 개발하였다. 이 문서는 IEC TS 62600-1, Part 1: Vocabulary 기술문서를 근거하여 작성되었으며, 해양에너지와 관련된 용어를 정의하였다. 또한 이 문서에서는 주로 파력, 조류 및 기타 수류에너지를 전기에너지로 변환하는 장치를 다루고 있으며, 국제표준과 달리 해수온도차에 대한 내용을 신규 추가하였다. Recently in Korea, as the R&D demands of marine energy with carbon-neutral policy increase, establishing a testing and certification system is needed. In particular, as research on the establishment of sea test bed for tidal current energy converters and wave energy converters is underway, it is necessary to develop KS (Korean Industrial Standards) considering the domestic marine conditions in connection with the testing infrastructure. Meanwhile, the IEC (International Electrotechnical Commission) operates the international standard development and conformity assessment system for marine energy, and TC (Technical Committees) 114 publishes the 62600 series of technical specifications. In the current situation where international standards have been published, we have to apply international standards to KS according to the WTO/TBT agreement. Therefore, in this study, a KS (draft) for marine energy vocabulary that lists the terms was developed to assist the communication between organizations and individuals in the marine energy industry and related industries. This document was developed based on IEC TS 62600-1, Part 1: Vocabulary technical specification, and defined the terms relevant to marine energy. In addition, this document mainly deals with devices that convert wave power, tidal currents, and other water current energy into electrical energy. However, unlike the international standard, the content of ocean thermal energy conversion was newly added.

IEC TS 62600-200 조류발전기 출력성능평가

고동휘(Dong Hui Ko),이진학(Jin Hak Yi),이광수(Kwang Soo Lee),박진순(Jin Soon Park),홍혜민(Hyemin Hong) 한국해양환경·에너지학회 2018 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.5

IEC(International Electrotechnical Commission)는 전기와 관련된 기술표준화를 위해 구성된 국제 전기기술위원회로 전기 및 전자 분야의 표준화에 대한 국제적 협력을 증진하는데 목적을 두고 있다. 해양에너지와 관련된 IEC 규격으로는 IEC TS 62600-1, 2, 10, 100, 101, 102, 200, 201이 있으며 이 중 62600-200과 201에서는 조류발전에 관한 출력성능 및 자원평가에 대한 내용을 포함하고 있다. 한편 본 연구에서는 조류발전시스템의 출력 성능을 평가하기 위해 마련 된 IEC TS 62600-200 국제 규격에 대해 검토하고 이를 소개하였다. The International Electrotechnical Commission(IEC) aims to promote international cooperation as a worldwide organization for standardization in the electrical and electronic fields. IEC standards associated with marine energy is IEC TS 62600-1, 2, 10, 100, 101, 102, 200, and 201. Among them, IEC TS 62600-200 and 201 include power performance and tidal current resource assessment. Meanwhile, in this paper, IEC TS 62600-200 for power performance assessment was reviewed.

IEC TS 62600-2 극치해상상태 분석에 관한 고찰

고동휘(Dong-Hui Ko),이진학(Jin-Hak Yi),박진순(Jin-Soon Park),허만웅(Man-Woong Heo) 한국해양환경·에너지학회 2022 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.6

한국 서해안의 해상풍력발전 부존량 평가

고동휘(Dong Hui Ko),정신택(Shin Taek Jeong),강금석(Keum Seok Kang) 한국해안해양공학회 2015 한국해안해양공학회 논문집 Vol.27 No.4

본 연구에서는 국내 서해안의 해상풍력 발전을 위한 적지를 검토하기 위해 기상청에서 제공하는 6개 지점(서수도, 가대암, 십이동파, 갈매여, 해수서, 지귀도)의 2014년 연간 풍속 자료를 수집하고 이를 분석하였다. 관측된 풍속 자료는 Rayleigh 모델과 Weibull 모델에 적합하였으며, 풍속 출현빈도에 따라 연간 부존량을 추정하였다. 풍력발전기 모델로는 GWE-3kH(3 kW급) 터빈과 GWE-10KU (10 kW급) 터빈을 선정하였으며 이의 성능곡선을 이용하였다. 그 결과, 서수도, 가대암, 십이동파, 갈매여, 해수서, 지귀도의 연평균 풍속은 각각 4.60, 4.5, 5.00, 5.13, 5.51, 5.90 m/s로 나타났으며, 연간 발전량은 10,622.752, 11,313.05, 13,509.41, 14,899.55, 17,106.13, 19,660.85kWh로 나타났다. 6개 지점의 연평균에너지 밀도는 전체적으로 poor와 marginal 계급으로 나타났으며, 터빈 이용률은 지귀도가 22.44%로 가장 높게 나타났다. In this paper, annual wind data in 2014 at six locations(Seosudo, Gadaeam, Sibidongpa, Galmaeyeo, Haesuseo, Jigwido) are collected and analyzed in order to review optimal candidate site for offshore wind farm in the Western Seas of Korea. Observed wind data is fitted to Rayleigh and Weibull distribution and annual energy production is estimated according to wind frequency. GWE-3kH(3 kW-class) and GWE-10KU (10 kW-class) turbine are selected as wind turbine. Also, power curve are used to calculate wind energy potential. As a result, annual mean wind speed at six locations(Seosudo, Gadaeam, Sibidongpa, Galmaeyeo, Haesuseo, Jigwido) were calculated about 4.60, 4.5, 5.00, 5.13, 5.51, 5.90 m/s, respectively. In addition, annual energy production were estimated at 10,622.752, 11,313.05, 13,509.41, 14,899.55, 17,106.13, 19,660.85 kWh. Generally, annual mean energy density were between poor and marginal class and capacity factor at Jigwido was calculated at 22.44%. Its value is higher than the others.