부유식 방파제에 결합된 종운동 파력발전장치의 유체동역학적 거동해석

Abstract

Edinburg Duck이라고 알려진 비대칭형상의 종운동 파력발전장치는 80%이 상의 높은 에너지 추출 효율성이 있다고 알려져 있다. 에너지 추출 효율은 이론적으로 파력발전장치의 종운동으로부터 방사되는 파고비로 구할 수 있다. 즉, 입사파방향의 반대방향의 파고가 높고 입사파방향의 파고가 낮을수록 에너지 추출 효율온 높게 결정된다. 이러한 종운동 파력발전 장치 입사파 에너지를 종운동 파력발전장치의 운동에너지로 변환시키게 되므로, 파랑제어 측면에서도 잠재적인 가능성을 가지고 있다. 이러한 비대칭 종운동 파력발전장치는 회전축을 중심으로 운동하기 때문에, 회전축의 고정을 위해서는 계류계나 부가적인 부유식 플랫폼을 고려한 설계가 요구된다. 비대칭 종운동 파력발전 장치외— 부유식 플랫폼의 운동을 고려한 다물체 유체동역학적인 해석에 대한 연구는 대부분 비점성 선형해석을 통해 대부분 이루어 지고 있으며, 이러한 해석은 점성과 비선형성을 고려하기 힘든 한계점을 지니고 있다. 본 연구에서는 CFD를 이용하여 종운동 파럭발전장치와 직사각형 부유식 방파제를 결합하여 다물체 유체동역학적 거동해석을 수행하였다. 부유식 방파제가 고정된 경우와 자유도를 가질 경우에 대해서 파력발전장치의 추출파워에 대해서 비교하였고, 파력발전장치로부터 부유식 방파제의 이격거리와 흘수 변화에 따른 민감도 해석을 수행하였다. 이러한 연구는 파랑제어를 위한 부유식 방파제에 파력발전장치를 결합한 하이브리드 형태 설계를 위한 기초적인 연구자료로 활용될 것으로 사료된다.