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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 하호진
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수20
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태양광 발전 산업이 발전함에 따라 육상의 설치면적의 부족으로 인한 산림벌채, 환경파괴 등이 야기되고 있으며 이에 따른 대안으로 강이나 댐, 저수지 등의 유휴 수면상에 설치가 가능한 수상 태양광 발전 시스템이 부상하고 있다. 하지만 성공적인 수상 태양광 발전 시스템의 구축을 위해서는 견고함과 안전성이 확보되어야만 한다. 현재 다양한 종류의 수상 태양광 발전 시스템이 개발되어 있지만, 부유체의 형상, 계류 시스템, 관절 요소 등이 견고함과 안전성에 어떤 영향을 주는지에 대한 연구가 미흡한 상태다. 본 연구에서는 ANSYS AQWA를 사용해 부유체 형상에 따른 수상 태양광 발전 시스템의 수력학적 거동을 분석했다. 최대 가용부력은 같으면서 수직으로 투영되는 면적은 다른 세 가지 종류의 부유체를 시험했으며, 수상 태양광 발전 시스템의 최적 설계를 위해 계류삭의 길이와 관절 요소의 회전 강성값을 다양하게 하였고, 추가로 파도의 방향성과 규칙성 등을 비교·분석하여 최적 모델을 개발했다. 결과적으로 18.2m의 계류삭을 연결하고 부유체의 투영면적을 넓게 하여 부력을 분산시킬 때 수력학적으로 안전한 거동을 보였다. 규칙적이면서 앞바다에서 치는 낮은 파도가 칠 때는 무마찰 힌지가, 반대로 주기가 불규칙적이면서 먼바다에서 치는 높은 파도가 칠 때는 뻑뻑한 힌지가 체결되었을 때 안전한 거동을 보였다. 마지막으로 힌지의 특성상 축방향이 아닌 비스듬한 방향의 파도가 칠 때 가장 취약한 거동을 보였다. 본 연구에서는 다양한 환경 조건에 따른 외력에 대해 부유체의 형상, 계류삭 길이, 힌지의 회전 강성값을 고려하여 경우에 맞는 최적 모델을 제시했다.
목차
Ⅰ. 서론 11. 연구배경 11) 수상 태양광 발전 시스템에 관한 연구의 필요성 12) 부유체 형상에 따른 수상 태양광 발전 시스템의 구분 32. 연구목적 및 목표 5Ⅱ. 연구방법 61. 수상 태양광 발전 시스템의 설계 61) 부유체 설계 62) 환경 조건 설정 83) 계류설계 93) 관절 요소 설계 132. 전산해석 및 지배방정식 131) 포텐셜 이론 132) 주파수 영역 153) 시간 영역 17Ⅲ. 연구결과 191. 계류삭 길이에 따른 수상 태양광 발전 시스템의 거동 191) 시간에 따른 X축으로의 움직임 202) 시간에 따른 Z축으로의 움직임 212. 힌지의 강성에 따른 수상 태양광 발전 시스템의 거동 233. 파도의 규칙성에 따른 수상 태양광 발전 시스템의 거동 244. 부유체 형상에 따른 수상 태양광 발전 시스템의 거동 275. 파도의 진행 방향에 따른 수상 태양광 발전 시스템의 거동 28Ⅳ. 결과분석 311. 계류삭 길이에 따른 수상 태양광 발전 시스템에 대한 결과분석 312. 힌지의 강성에 따른 수상 태양광 발전 시스템에 대한 결과분석 323. 파도의 규칙성에 따른 수상 태양광 발전 시스템에 대한 결과분석 334. 부유체 형상에 따른 수상 태양광 발전 시스템에 대한 결과분석 345. 파도의 방향에 따른 수상 태양광 발전 시스템에 대한 결과분석 36Ⅴ. 결론 38□ 참고문헌 39□ Abstract 40
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