진동수주형 파력발전장치의 실시간 운용을 위한 디지털 트윈 물리모델 구축에 관한 연구

Abstract

해양파력은 해양에너지원 중에서 가장 에너지가 큰 자원이지만 해양파의 불연속성과 불규칙성으로 인해 에너지 효율면에서 개발하는데 많은 어려움이 있다. 해양환경은 시간에 따라 큰 폭으로 변하므로 에너지 효율을 높이기 위해서는 최적 운용 조건을 구비해야 한다. 본 연구의Digital Twin 기술은 실시간으로 역학적 해석이 가능한 물리모델과 센서 데이터 모델을 기반으로 하여 실시간으로 N초(특정한 조건에서 대해 운용시스템이 제어할 수 시간) 뒤 현상을 미리 예측하여 실제모델을 제어할 수 있는 기술이다. 파력발전의 특성상 입력에너지가 불규칙적이고 변동성이 크기 때문에 정격유지가 어렵고, 작동환경이 열악하고 유지보수를 위한 작업일수 확보가 어려운 문제점을 가지고 있어, 이는 Digital Twin 기술 적용을 통해 해결이 가능할 것으로 사료된다 DigitalTwin기반 고정식 진동수주형 파력발전장치(OWC)의 스마트 운용·유지보수 체계를 구축하기 위하여 OWC 진동수주실 챔버 내 진동수주실 높이변화에 공기의 압축/팽창에 따른 1차에너지 변환, 공기의 유입/유출에 따른 터빈의 회전운동에 의한 2차에너지 변환및 발전기, 제어기와 전력변환장치에 의한 3차에너지 변환을 고려하여 실시간 물리모델을 구축하고자 한다. 구축된 모델을 활용하여 다양한 운영시나리오를 구현하는데 활용하고자 한다