This study estimates the greenhouse gas (GHG) emissions reduction resulting from photovoltaic and wind power technologies using a bottom-up approach for an indirect emission source (scope 2) in South Korea. To estimate GHG reductions from photovoltaic and wind power activities under standard operating conditions, methodologies are derived from the 2006 IPCC guidelines for national GHG inventories and the guidelines for local government greenhouse inventories of Korea published in 2016. Indirect emission factors for electricity are obtained from the 2011 Korea Power Exchange. The total annual GHG reduction from photovoltaic power (23,000 tons CO2eq) and wind power (30,000 tons CO2eq) was estimated to be 53,000 tons CO2eq. The estimation of individual GHGs showed that the largest component is carbon dioxide, accounting for up to 99% of the total GHG. The results of estimation from photovoltaic and wind power were 63.60% and 80.22% of installed capacity, respectively. The annual average GHG reductions from photovoltaic and wind power per year per unit installed capacity (MW) were estimated as 549 tons CO2eq/yr·MW and 647 tons CO2eq/yr·MW, respectively. Finally, the results showed that the level of GHG reduction per year per installed capacity of photovoltaic and wind power is 62% and 42% compared to the CDM project, respectively.

The transition piece of the offshore wind power support structure transmits the load of the tower stably to the support structure on the lower side. The transition piece of the offshore wind power support structure should solve the stress concentration problem in design. In this paper, in order to solve the stress concentration problem occurring at the transition piece of the offshore wind power support structure, the location and the mitigation of the stress concentration have been studied.

In this study, the effect of electromagnetic wave from an electronic device on electric sensor system and optic sensor were analyzed to verify the reduction effect of a optic sensor and applicability to marin structure. Test revealed that optic sensor system was not occurred the noise by electromagnetic waves also had the low range of fluctuation.

In this study, the effect of electromagnetic wave from an electronic device on electric sensor system and optic sensor were analyzed to verify the reduction effect of a optic sensor and applicability to marin structure. Test revealed that optic sensor system was not occurred the noise by electromagnetic waves also had the low range of fluctuation.

In This Study, it was intended to performance of the joint grout for offshore wind power substructure. The flow, setting time, compressive strength, flexural strength, tensile strength of basic property and resistance to rapid freezing and thawing, ability to resist chloride ion penetration were carried out as the performance test. Also, on the grout by adding fiber checked flexural toughness, cracking tendency test.

A standard design section of a FRP DSCT wind power tower supporting 3MW was suggested and designed through AutoDSCT and CoWiTA programs. The thicknesses of the FRP tubes were optimized and by using the parameters of designed tower, the performance of the new type wind tower was evaluated via FAST program.

풍력에너지는 20여년 전부터 새로운 대체 연료로서 주목받기 시작하여 현재는 글로벌 비즈니스 모델로 성장하고 있다. 전 세계적 으로 풍력발전이 차지하는 비율은 전체 발전량의 30%를 차지하며, 이 비율은 지난 10여 년 간 꾸준히 증가해 왔다. 근래에 들어 일반 발전방 식들의 탄소 배출량 증가 및 온실효과로 인한 환경문제 등으로 인해 풍력발전에 대한 국제적 수요는 점차 커져가고 있다. 본 연구에서는 이러 한 풍력 발전용 부품에 대한 효율적인 운송경로를 제안하기 위해 풍력 발전용 부품의 운송 특성에 따라 그 경로를 접근성 우선 경로, 경제성 우선 경로, 편의성 우선 경로 등으로 분류하였다. 본 연구를 통해 풍력발전부품 제조업체들은 제품의 운송기간의 문제 뿐 아니라 운송경로의 효율성과 경제성까지 판단할 수 있게 되었다. 즉 지금까지 선박회사나 포워더를 통해 이루어지던 운송경로의 결정을 제조업체도 해당 운송경 로의 효율성과 경제성을 분석하고 비교할 수 있게 되었다.

Presently, the wind power tower grows actively in all countries of the world as the part of renewable energy securing. Recently, as to the wind power tower, the advance to and diversification of the wind power tower form and material are made. but the maintenance manual about the wind power tower in which this foundation is based is insufficient. therefore, the object is that in being safe and maintaining efficiently the wind power tower, by developing the maintenance manual about the fundamental vulnerable element the life span improvement of the wind power tower is planned and it contributes to the maintenance management technology development.

대형화되고 있는 풍력발전 터빈에 대응하여 내부구속 중공 철근콘크리트(ICH RC; Internally Confined Hollow Reinforced Concrete) 구조를 적용한 풍력타워 제안되고 연구되고 있다. 이에 기존의 3.6MW 터빈과 5.0MW 터빈에 대응하는 ICH RC 풍력타워 단면이 설계된바 있다. 하지만, 풍력발전 터빈은 큰 질량을 갖는데 비해 타워는 세장비가 매우 크기 때문에, 풍하중 등의 횡하중이 작용할 때 발생하는 변위가 증가함에 따라, 터빈의 자중에 의한 대변위 효과에 따라 실제 횡력에 저항할 수 있는 모멘트 저항성능은 감소한다. 따라서 안전한 풍력발전 타워의 설계를 위해서는 대변위 효과를 고려하여 실제 횡력에 저항할 수 있는 타워의 모멘트 성능을 계산하는 것이 중요하다. 이에 본 연구에서는 기존 설계된 단면에 대해 터빈 자중에 의한 대변위 효과를 고려하여 모멘트-횡변위 해석을 수행하였다. 해석결과, 터빈 자중에 의한 대변위 효과로 인하여 풍력타워의 실 모멘트 저항 성능 감소분이 상당하며, 안전한 풍력타워의 설계를 위해서는 대변위 효과가 반드시 고려되어야 함을 알 수 있었다.

본 연구에서는 모듈러 DSCT 풍력 타워의 볼트접합방법을 택하여 해석하고 성능을 검토하였다. 기존방식은 용접을 활용한 접합방법이 많이 사용되어 왔다. 하지만 현장에서 시공하기에는 용접접합방법보다 볼트접합방법이 더 간편하고 효율적이라고 판단하였다. 볼트접합방법을 사용한 모듈러는 총 2가지 방법으로 Case1은 상단부의 10mm만을 강재판으로 용접하고 하단부 125mm는 볼트접합한 상태이며, Case2는 상단부 60mm을 H의 형태의 링에 용접하고 하단부 125mm는 볼트접합을 한 형태이다. 이를 범용 유한요소해석프로그램인 ABAQUS 6.12로 재료비선형해석을 수행하였다. 수행 전에 간단한 Mesh검증과 모델검증을 통하여 모델의 타당성을 증명하였다. 재료비선형해석을 수행한 결과 연결부를 사용하여 조립한 모듈러 DSCT 풍력타워와 일체형 DSCT 풍력타워의 전체거동은 거의 차이가 없었음을 확인하였다. 또한 2가지 형식 모두 연결부에서 국부적인 응력이 발생하지만 그 응력 값이 지점부에서 발생하는 응력보다 작기 때문에 모듈러 DSCT 풍력타워의 성능을 지배하는 요인은 단면이 갖고 있는 성능에 의해 지배된다는 것을 의미한다. 그러므로 현재 사용하고자 하는 볼트접합방법이 안전함을 보여주었다.

대형 해상풍력 터빈을 지지하기 위해 이중관 콘크리트 충전(Double-Skinned Concrete Filled; DSCT) 풍력 타워가 개발되고 연구되고 있다. DSCT 풍력타워는 내·외부 튜브가 존재하고 그 사이가 콘크리트로 채워진 구조로 되어 있기 때문에 대형화하여 시공하기 위해서는 풍력타워의 모듈화가 필수적이며, 연결부는 본체의 성능 이상의 강도를 확보하여야 한다. 본 연구에서는 DSCT 풍력타워의 모듈화를 위하여 소켓형식과 H형 커넥터, 그리고 용접 몰탈 주입형과 같이 3종의 연결부를 개발하고 일체형 DSCT 풍력타워와 비교하여 성능 해석을 수행하였다. 각 개발 연결부에 대하여 정적해석과 동적해석을 수행하였다. 하중 변화에 따른 타워 상단의 변위를 비교하고 횡방향 변위에 따른 최대응력과 각 연결부에 작용하는 응력을 분석하였다. 기존의 실험 결과와 해석 결과를 비교하였으며, 해석에 의해 산출된 접합형식에 따른 탄성 구간 내 하중-변위 선도가 실험 결과와 유사하게 나타났으며, 상세검토를 위해 추가적인 재료비선형 해석이 필요한 것으로 나타났다.

The characteristics of atmospheric dispersion of radioactive material (i.e. 137Cs) related to local wind patterns around the Kori nuclear power plant (KNPP) were studied using WRF/HYSPLIT model. The cluster analysis using observed winds from 28 weather stations during a year (2012) was performed in order to obtain representative local wind patterns. The cluster analysis identified eight local wind patterns (P1, P2, P3, P4-1, P4-2, P4-3, P4-4, P4-5) over the KNPP region. P1, P2 and P3 accounted for 14.5%, 27.0% and 14.5%, respectively. Both P1 and P2 are related to westerly/northwesterly synoptic flows in winter and P3 includes the Changma or typhoons days. The simulations of P1, P2 and P3 with high wind velocities and constant wind directions show that 137Cs emitted from the KNPP during 0900~1400 LST (Local Standard Time) are dispersed to the east sea, southeast sea and southwestern inland, respectively. On the other hands, 5 sub-category of P4 have various local wind distributions under weak synoptic forcing and accounted for less than 10% of all. While the simulated 137Cs for P4-2 is dispersed to southwest inland due to northeasterly flows, 137Cs dispersed northward for the other patterns. The simulated average 137Cs concentrations of each local wind pattern are 564.1~1076.3 Bqm-3. The highest average concentration appeared P4-4 due to dispersion in a narrow zone and weak wind environment. On the other hands, the lowest average concentration appeared P1 and P2 due to rapid dispersion to the sea. The simulated 137Cs concentrations and dispersion locations of each local wind pattern are different according to the local wind conditions.

To clarify the characteristics of TKE (Turbulence Kinetic Energy) variation for offshore wind power development, several numerical experiments using WRF were carried out in three different coastal area of the Korean Peninsula. Buoyancy, mechanical and shear production term of the TKE budget are fundamental elements in the production or dissipation of turbulence. Turbulent kinetic energy of the south coast region was higher than in other sea areas due to the higher sea surface temperature and strong wind speed. In south coast region, strong wind passing through the Korea Strait is caused by channelling effect of the terrain of the Geoje Island. Although wind speed is weak in east coast, because of large difference in wind speed between the upper and lower layer, the development of mechanical turbulence tend to be predominant. Since lower sea surface temperature and smaller wind shear were detected in west coastal region, the possibility of turbulence production not so great in comparison with other regions. The understanding of the characteristics of turbulence in three different coastal region can be reduced the uncertainty of offshore wind construction.

We investigate the amount of potential electricity energy generated by wind power in Busan metropolitan area, using the mesoscale meteorological model WRF (Weather Research & Forecasting), combined with small wind power generators. The WRF modeling has successfully simulated meteorological characteristics over the urban areas, and showed statistical significant to predict the amount of wind energy generation. The highest amount of wind power energy has been predicted at the coastal area, followed by at riverbank and upland, depending on predicted spatial distributions of wind speed. The electricity energy prediction method in this study is expected to be used for plans of wind farm constructions or the power supplies.

화석에너지의 고갈에 따라 신재생에너지에 대한 관심이 증대하고 있으며, 풍력발전에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 점차 대형화되고 있는 풍력발전 터빈에 대응하여 내부구속 중공 철근콘크리트(ICH RC; Internally Confined Hollow Reinforced Concrete) 구조를 적용한 풍력타워를 제안하고 설계하였다. 기존의 3.6MW 터빈과 5.0MW 터빈에 대응하는 강재타워와 동일한 외경을 갖는 두 단면과, 두 단면 외경의 평균값을 갖는 외경에 대해 단면설계를 수행하였다. 각각의 단면에 대해 중공비를 50%~90%까지 변화시켜 단면을 설계하였다. 설계된 단면에 대해 재료비선형과 콘크리트의 구속효과를 고려하여 축력-모멘트 상관해석을 수행하고 모멘트-횡변위 해석을 수행하였다. 해석 결과, ICH RC 풍력타워는 강재타워보다 작은 외경으로 요구되는 축강도와 모멘트 강도를 발휘함을 보여주었다.

최근 풍력에너지에 대한 관심과 요구가 증가함에 따라, 강재타워 이외에 콘크리트 풍력 타워 및 합성형 풍력타워에 대한 연구가 진행되고 있다. 해상풍력발전에서는 터빈의 대형화 추세에 맞춰 지지구조인 타워 또한 대형화되고 있으며, 강재 타워의 경우 세장비 증가로 인하여 좌굴 문제가 대두되고 있다. 따라서 대형 터빈에 대응하는 합성형 풍력 타워가 개발되고 있으나, 단일 타워 구조의 경우, 모멘트에 지배되는 풍력타워의 특성상, 모멘트에 대해 안전한 설계를 하게 되면 축하중에 대해서는 과다설계가 이루어지며, 풍하중 및 해양 하중 또한 증가하게 된다. 따라서 본 연구에서는 다수의 소구경 합성기둥을 적용한 복합형 풍력타워를 제안하였으며, 각 소구경 합성기둥의 배열에 따라 동일 모멘트 성능을 발휘할 때 기둥 단면적의 변화를 살펴보고, 그 관계를 도시하였다.

A long-term wind resource map was made to provide the key design data for the 2.5 GW Korean West-South Offshore Wind Project, and its reliability was validated. A one-way dynamic downscaling of the MERRA reanalysis meteorological data of the Yeongwang-Gochang offshore was carried out using WindSim, a Computational Fluid Dynamics based wind resource mapping software, to establish a 33-year time series wind resource map of 100 m x 100 m spatial resolution and 1-hour interval temporal resolution from 1979 to 2012. The simulated wind resource map was validated by comparison with wind measurement data from the HeMOSU offshore meteorological tower, the Wangdeungdo Island meteorological tower, and the Gochang transmission tower on the nearby coastline, and the uncertainty due to long-term variability was analyzed. The long-term variability of the wind power was investigated in inter-annual, monthly, and daily units while the short-term variability was examined as the pattern of the coefficient of variation in hourly units. The results showed that the inter-annual variability had a maximum wind index variance of 22.3% while the short-term variability, i.e., the annual standard deviation of the hourly average wind power, was 0.041±0.001, indicating steady variability.

현대디자인은 대량생산과 대량소비를 통해 소비적인 삶의 방식을 촉진하고 영리창출을 위한 경제적 도구로 간주되어왔다. 그러나 화석에너지를 활용한 생산방식으로 인한 이산화탄소의 배출로 환경오염 문제가 심화되면서 융합연구를 통한 지속발전 가능한 디자인에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 지구오염의 주범인 이산화탄소의 약 40%가 발생하는 건물을 지속발전 가능한 디자인의 대상으로 정하였다. 또한 한국적인 친환경건물의 롤모델을 제시하고자 건물일체형 풍력과 태양광 하이브리드 에너지시스템을 갖추고, 닫힌 공간과 열린 공간이 공존하며 수평확장과 수직상승이라는 건물의 구조적인 특성과 유사한 ‘ㅍ(피읖)’과 'ㅂ(비읍)', 'ㅅ(시옷)', ‘ㅁ(미음)’, ‘이응(ㅇ)’ 등의 한글자소를 적용한 건물 디자인을 제안하였다. 그리고 동시대 기술로 건축이 가능하고 아름다운 친환경건물 디자인을 위해서 디자인팀, 기계공학팀 그리고 건축공학팀의 융합연구로 진행하였다.

본 연구는 국내 풍력발전시설에서 발생하는 음의 주파수성분 분석을 통해 저주파음의 발생정도, 특성 등을 파악하고 선진국에서 검토된 사례조사를 통해 아직 초기단계인 국내 저주파음의 연구자료로 활용하는데 목적이 있다. 풍력발전시설 운영시 주파수대역별 특성분석결과, 저주파대역의 경우 이론식에 따른 거리감쇠이론과 실측치와 비교시 역이승법칙에 따른 거리감쇠치(6dB)에 비해 적게 감쇠되는 것으로 분석되었으며, 중주파 및 고주파대역에서는 거리이격에 따라 거의 감쇠되지 않고 비슷하거나 증가하는 것으로 분석되었는데 풍력발전시설에서 발생되는 음은 대부분 날개회전시 발생하는 공력소음이 대부분으로 풍력발전시설에서 발생하는 음과 주변 소음(바람, 도로교통소음 등) 등의 복합적인 영향으로 유사하게 분석되었다. 본 연구를 통해 풍력발전시설 운영시 발생되는 저주파음의 문제성을 알 수 있었으며 앞으로 국내에서도 풍력발전시설에서 발생되는 저주파음의 주변 환경영향에 대한 연구가 지속적으로 수행되어야 할 것으로 판단된다.

풍력 발전 타워는 강구조로 제작되고 있으며, 특히 해상 풍력 발전의 경우에는 발전용량의 증가에 따라 타워 구조체 또한 장대화 되는 추세이다. 강조조물의 특성상 좌굴에 취약하며, 장대화 됨에 따라 세장비가 증가하여, 좌굴 및 진동에 취약한 특성을 보이게 된다. 본 연구에서는 신형식 구조체인 이중관-콘크리트 합성 구조(DSCT; Double Skinned Composite Tubular)를 적용한 해상풍력 타워를 제시하고 요구 성능을 만족하는 최적 단면 설계를 제시하였다. 관은 섬유 보강 합성수지(FRP; Fiber Reinforce Polymer)와 강재를 적용한 경우를 모두 고려하였으며, 모두 강관보다 더 작은 직경을 가짐에도 요구 성능을 만족하였다.