터빈의 전기적 토크를 고려한 진동수주실 내 유동해석 모델 개발에 관한 연구

Abstract

진동수주형 파력발전장치는 진동수주실 내로 유입 또는 유출되는 파도에 의해 수면이 상하운동을 하여 챔버 내의 공기를 압축 또는 팽창시켜 챔버 내 압력과 외부압력의 압력차로 공기유동식 터빈을 양방향으로 가동하는 에너지를 추출하는 장치이다. 해양 파력은 해양에너지 중에서 가장 에너지가 큰 자원이고 환경친화적인 에너지 자원이지만 해양파의 불연속성과 불규칙성으로 인하여 에너지를 효율적으로 활용하는 측면에서는 다른 신재생에너지 개발에 비해 많은 어려움이 있다. 이러한 특성을 고려하여 이를 효율적으로 운용할 수 있는 디지털트윈 기술을 적용하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 진동수주형 파력발전장치의디지털트윈 기술에 필요한 진동수주실 및 터빈을 포함한 유동해석 물리모델을 구축하기 위해 수행되었다. Lee 등[1]은 딥러닝을 활용한 진동수주실 내 수면의 높이와 터빈의 유동해석 결과를 활용하여 진동수주실 내 유동해석 물리모델을 구축한 바 있다. 그러나 이 경우에는 발전기의 효율을 높이기 위한 제어부분을 제외하여 터빈의 회전수는 운용데이타를 활용하여 연구하였다. 본연구에서는 진동수주실 내 유동해석 물리모델을 터빈의 전기적 토크를 고려하여 회전수를 예측할 수 있는 완전한 유동해석 물리모델을 구축하기 위해 수행되었다.