BBDB형 진동수주 파력발전장치의 운동 및 파랑표류력 연구

Abstract

The motion and wave drift forces of floating BBDB (backward-bent duct buoy) wave energy absorbers in regular waves are calculated, taking account of the oscillating surface-pressure due to the pressure drop in the air chamber above the oscillating water column,within the scope of the linear wave theory. A series of model tests has been conducted in order to verify the motion and time mean wave drift force responses in regular waves at the ocean engineering basin, MOERI/KORDI. The pneumatic damping through an orifice-type duct for the BBDB wave energy device are deducted from experimental research. Numerical simulation for motion and drift force responses of the BBDB wave energy device, considering pneumatic damping coefficients, has been carried out, and the results are compared with those of model tests.1. 서 론가동 물체에 의한 파랑에너지 흡수 관련연구는 1970년대 석유파동 이후 활발히 전개되어 선형파 이론에 근거한 연구가 수행되고 있다.다양한 파력발전장치 방식중에서 진동수주 파력발전장치(Oscillating water column, OWC)가 가장 실용성 있는 방법으로 알려져 있다. 이는 파도에 의해 공기챔버내의 물이 상하로 진동함으로써 터어빈이 설치되어 있는 덕트 사이로 공기가 왕복운동을 하는 것을 이용하는 개념으로 파랑에너지를 공기의 유동에너지로 1차 변환하고 이를 다시 공기 터어빈을 사용하여 기계적인 회전 에너지로 2차 변환하는 개념이 사용된다. Masuda 등(1993)은 이러한 진동수주 파력발전장치의 효율을 높일 수 있도록 BBDB(Backward bent duct buoy)형 진동수주 파력발전장치(이하 BBDB형 파력발전장치로 명기함.)를 고안하였다. BBDB형 파력발전장치는 공기챔버가 상자형 부력체(Buoyancy module) 하부에 긴 수평방향의 덕트와 짧은 수직방향의 덕트가 ㄴ자형으로 설치되어 덕트 내부의 해수유동을 공기의 왕복유동으로 이용하여 발전하는 방식이다(Fig. 1).