점흡수식 파력발전장치의 초기 크기 설계에 관한 수치해석 연구

Abstract

본 연구에서는 이중부유체 점흡수식 파력발전장치를 실린더 형상으로 단순화하여 국내 해역환경에 적합한 초기 크기 선정을 위한 해석을 수행하였다. 초기 크기를 선정하기 위해서는 발전량 및 에너지변환 효율, 경제성, 제작성, 공간 활용성 등 다양한 고려 요소가 있으나, 본 연구에서는 발전량 및 에너지변환 효율 측면에 집중하여 초기 크기를 선정하였다. 먼저, 규칙파 중 실린더의 직경 및 흘수 변화에 따른 발전량 및 에너지변환 효율 변화 추이를 확인하였다. 직경이 클수록 파랑에너지 흡수효율이 증가하였고, 흘수가 작을수록 발전량 측면에서 유리하였다. 또한, 국내 동해와 제주 해역환경에서의 예상 발전량 및 에너지변환 효율을 산출하였다. 발전량은 동해가 더 높았으나, 에너지변환 효율은 제주 해역이 더 유리하였다. 추가로 상위 파랑에너지 조건에서의 예상 발전량을 추정하여 일반적인 상황에 대비하여 극한 상황에 요구되는 발전기 용량을 확인하였다. 마지막으로, 장치 제작비용을 고려한 적정 파력발전장치 크기를 제안하였다. 이를 통해 국내 해역환경에 적용이 가능한 점흡수식 파력발전장치의 초기 크기 선정하였고, 이를 활용하여 추후 세부적인 설계 최적화 연구를 수행할 수 있을 것으로 판단된다.