방파제 연계형 파력발전 구조물의 수리성능 검토

이수영; 이광호

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저자정보: 이수영 (국립한국해양대학교) 이광호 (국립한국해양대학교)

저널정보: 한국해양환경·에너지학회 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 한국해양환경·에너지학회 2024년 추계공동학술대회 [초록집]

발행연도: 2024.11

수록면: 68 - 74 (7page)

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기후변화로 인한 해수면 상승과 이상 고파랑 발생 빈도의 증가 등 해양환경 변화는 연안 및 항만 구조물의 설계와 성능에 직접적인 영향을 미치며, 다양한 연안공학적 문제를 야기하고 있다. 반면, 고파랑 내습 빈도의 증가는 파랑에너지를 신재생에너지로 활용하는 새로운 도전과제가 될 수 있다. 우리나라에서도 파랑에너지를 회수하기 위한 다양한 연안구조물이 연구•개발되고 있으며, 현재 제주도 해상에 설치된 슬릿 케이슨 방파제의 유수실을 활용한 진동수주형(OWC) 파력발전 구조물(용수 파력발전 시험장)에서 실해역 실증실험이 진행 중이다. 또한, 추자도에서는 기존 사석경사식 방파제 일부 구간에 경사형 OWC를 설치하여 상용화 가능성을 높이고 있다. 이처럼 기존 방파제와 연계한 파력발전은 구조물 설치 비용을 절감할 수 있어 경제성이 높다.
그러나 지금까지의 OWC 파력발전 구조물 연구는 주로 파랑에너지 회수 효율성을 높이는 데 중점을 두었으며, 유수실 형상에 따른 내부 수위 진동 효과를 주로 검토해 왔다. 특히, 방파제 연계형 파력발전 구조물은 방파제의 일부 구간에 삽입되는 형태로 운영되기 때문에 구조물의 반사특성 등 기본적인 수리 특성도 함께 고려되어야 한다. 본 연구에서는 방파제에 연계 가능한 직립형 OWC 구조물의 기초설계에 필요한 수리성능을 분석하기 위해 단면 수리모형실험을 수행하였다. 이를 통해 OWC의 수리특성과 동시에 파랑 조건에 따른 유수실 내부 수위변동 및 공압특성을 실험적으로 고찰하였다.

In this research, a novel optical measuring methodology is suggested to measure a thickness of hydrocarbon oils in the seawater by using light absorption analysis. As a sensing mechanism, a light absorption analysis is applied with a laser and photodiode. To measure the thickness of oil on seawater, the intensity of the penetrating light through the oil–water mixtures is measured by photodiode sensor. In the experiment, bunker C and lubricating oil are used, and three different lasers having different w
The rise in sea levels and the increase in the frequency of abnormal high waves due to climate change are directly affecting the design and performance of coastal and harbor structures, leading to various coastal engineering challenges. Conversely, the increased occurrence of high waves presents a new opportunity for harnessing wave energy as a renewable energy source. In South Korea, various coastal structures for wave energy recovery are being researched and developed. Currently, a wave energy conversion structure utilizing the water chamber of a slit caisson breakwater installed off the coast of Jeju Island is undergoing field testing. Additionally, on Chuja Island, the feasibility of commercialization is being enhanced by installing an inclined oscillating water column (OWC) in certain sections of the existing rubble-mound breakwate.
The integration of wave energy conversion with existing breakwaters can reduce installation costs, thereby enhancing economic viability. However, prior research on OWC wave energy structures has primarily focused on improving wave energy recovery efficiency, with a particular emphasis on the effects of internal water level oscillations based on chamber geometry. Notably, because breakwater-integrated wave energy conversion structures are designed to be incorporated into sections of breakwaters, it is essential to consider fundamental hydraulic characteristics, including the reflection properties of the structures.
This study conducts sectional hydraulic model experiments to analyze the hydraulic performance necessary for the preliminary design of a vertical OWC structure that can be integrated with breakwaters. Through this investigation, the hydraulic characteristics of the OWC, along with the variations in internal water levels and air pressure characteristics under varying wave conditions, are empirically examined.avelengths are applied and compared for the selection of an optimal light source.

#Oscillating water column #refelection coefficient #air-pressure #airflow #hydraulic performance

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