해양 전류 터빈 시스템의 토토 배팅 사이트 평가

Fujita Yutaka, Ichiguchi Masahiro, Oka Ryotaro, Konishi Nobukatsu, Inamura Akinobu

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후지타 유타 카: MECHATRONICS 및 시스템 엔지니어링 그룹, 기술 플랫폼 센터, 기술 및 인텔리전스 통합
Ichiguchi Masahiro: IHI Inspection & Instrumentation Co., Ltd.의 제어 시스템 부서 산업 시스템 부서
Oka Ryotaro: 엔지니어링 부서, 비즈니스 개발 본부
Konishi Nobukatsu: 고급 제어 및 지능형 감지 그룹, 기술 플랫폼 센터, 기술 및 인텔리전스 통합
Inamura Akinobu: 비즈니스 개발 본부, 엔지니어링 부서 관리자

우리는 2021 년의 데모 테스트 결과를 기반으로 플로팅 타입의 해양 전류 터빈 시스템의 토토 배팅 사이트 성능을 평가했습니다. 우리는 다양한 전력 곡선 및 내부 전력 소비와 같은 토토 배팅 사이트 성능을 얻었 음을 확인했습니다. 우리는 토토 배팅 사이트 성능을 측정 된 연간 쿠로시오 전류 속도 데이터와 결합하여 시설 이용률을 계산했습니다. 결과는이 시스템이 향후 약속 재생 가능 에너지 생성 방법임을 확인했습니다.

1. 소개

IHI에서 개발중인 부동 유형 해양 전류 터빈 시스템의 데모 테스트는 2017 년 실제 바다 지역에서 그리고 2019 년부터 2022 년까지의 기간 동안 수행되었습니다.⁽¹⁾. 실제 쿠로시오 전류에서 해양 전류 에너지를 활용하여 전력을 생성하는 토토 배팅 사이트 테스트는 거의 없었습니다. 시연 테스트를 통해 해류의 특성에 대한 지식을 습득 하고이 시스템의 타당성을 검증하는 귀중한 데이터를 얻었습니다. 이 논문은 2021 년 시연 테스트 결과를 기반으로 평가 된 토토 배팅 사이트 성능 및 용량 계수를 설명합니다. 또한이 백서는 연간 쿠로시오 전류 속도 및 용량 계수를 기반으로 원격 섬의 전원으로 생성 된 전력을 활용하는 연구를 설명합니다. 독자는 또한 해양 전류 토토 배팅 사이트 시연 테스트의 개요를 제공하는 참조 (1)를 참조하는 것이 좋습니다.

2. 데모 테스트

2021 년에 두 가지 유형의 데모 테스트가 수행되었습니다. 하나는 예인선이 전력을 생성하기 위해 데모 기계를 찢는 "전력 생성 안정성 테스트"이며, 다른 하나는 전류를 사용하여 전력을 생성하기 위해 쿠로시오 전류 영역의 고정 된 지점에 배치 된 "쿠로시오 전류 호버링 테스트"입니다. 시연기는 바지선에 설정된 제어 스테이션에서 제어되었으며 생성 된 전력은 계선 케이블을 따라 동적 케이블을 통해 바지선으로 전송되었고 저항 부하 장치로 소비되었습니다. 테스트 구성 다이어그램의그림. 1, 앞쪽의 예인선은 바지선의 위치와 속도를 제어했으며 Kuroshio Current 호버링 테스트에서 바지선은 바다를 해양 전류의 고정 지점으로 유지하기 위해 GPS에 의해 추적되었습니다. 우리는 테스트에서 평가 및 검증을 수행하는 데 다음 4 가지 항목에 중점을 두었습니다.

2.1 전력 변동

준비 연구 단계에서 토토 배팅 사이트기 제어가 생성 된 전력 변동의 원인이라고 생각했습니다⁽²⁾2017 년 시연 테스트에서 관찰되었습니다. 이러한 이유로, 우리는 토토 배팅 사이트기 제어 게인과 생성 된 전력 변동 사이의 관계를 점검 한 다음 제어 게인을 조정하여 전력 변동이 얼마나 줄어들 수 있는지 조사했습니다.

2.2 비상 정지/로드 셧다운

우리는 비상 정지 테스트와로드 셧다운 테스트를 통해 아무런 문제없이 데모 기계의 토토 배팅 사이트을 중지 할 수 있음을 확인했습니다. 토토 배팅 사이트 작업 중에 비상 정지 버튼을 누르면 데모 기계가 해수면으로 빠르게 상승하도록 비상 정지 테스트가 계획되었습니다. 로드 셧다운 테스트는 기본 전원 공급 장치의 진공 회로 차단기 (VCB)가 열릴 때 전력 전송이 중지되도록 계획되었습니다. 시연기가 정격 토토 배팅 사이트 속도로 작동하는 동안

2.3 용량 계수

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2.4 외진 섬의 전원

해양 전류 토토 배팅 사이트과 같은 재생 에너지는 특히 원격 섬 환경에서 약속 자원이며, 일반적으로 토토 배팅 사이트을위한 디젤 엔진에 따라 다릅니다. 앞에서 언급 한 용량 계수 및 연간 쿠로시오 전류 속도를 기반으로 해양 전류 터빈 시스템을 원격 섬의 그리드 시스템에 연결하는 것과 관련된 효과와 문제와 쿠로시오 현재 영역에서 데모 기계를 사용하여 얻은 토토 배팅 사이트 테스트 결과를 식별하기위한 연구가 수행되었습니다.

3. 결과

3.1 전력 변동

그림 2토토 배팅 사이트기 제어 블록 다이어그램을 보여줍니다. 토토 배팅 사이트기의 인버터는 회전 속도의 피드백 제어를 수행합니다. 회전 속도 명령 값은 컨트롤러 내부에서 주변 속도 비율 (터빈 블레이드 팁 속도의 해양 전류 속도의 비율)이 일정하게 유지되도록 계산됩니다. 이 명령 값은 인버터에 아날로그 신호로 전송됩니다.

2021 년 시연 테스트 중에, 우리는 먼저 전력 변동에 대한 회전 속도 제어 게인의 영향을 조사했습니다. 제어 게인의 두 가지 유형이 있습니다 : 비례 게인과 적분 게인.그림 317117_18012

3.2 비상 정지/로드 셧다운

데모 기계에는 터빈 블레이드를 멈추고 작동 중에 예기치 않은 사고가 발생할 때 해수면까지 올라가기 위해 비상 정지 작업에 응답하는 기능이 있습니다.그림 418605_18854그림. 4- (a),이 기능은 정상적으로 작동하고 있음을 나타냅니다.

다음, 부하 종료시 시스템 동작이 확인되었습니다. 토토 배팅 사이트이 작동하는 동안지면 결함 또는 단락이 발생하면, 진공 회로 차단기가 열리도록 하중을 차단하여 시연기에 의해 생성 된 전력이 전송되지 않습니다. 이 시점에서 시연기의 토토 배팅 사이트기 출력은 인버터에서 분리되어 데모 기계 본체의 하중 저항에 연결되며 동시에 터빈 블레이드는 깃털 상태에 놓여져 (터빈 블레이드 피치가 해양 전류에 평행하게 함) (해양 전류의 힘을 방지하는 것을 방지합니다.

정격 하중에서 실행 중에로드 셧다운이 수행되면 시스템은로드 셧다운 테스트에서 표시된대로그림. 5. 터빈 블레이드는로드 셧다운 직후의 자유 실행 상태 (토토 배팅 사이트기의 회전 속도를 제어하기위한 토크가 없음)에 넣기 때문에 터빈 블레이드 회전 속도는 허용 속도 (25 rpm)를 초과했을 수 있습니다. 그러나 데모 테스트에서 최대 회전 속도가 20 rpm을 초과하지 않았 음을 확인했습니다. 터빈 블레이드가 깃털을 잡으면 회전이 중지되었습니다. 그 후, 데모 기계의 부력은 점차 해수면을 향해 올라 갔으며 약 4 분 안에 10m 깊이에서 완전히 표면이 나타났습니다.

비상 정지와 부하 종료의 차이는 비상 정지에서 터빈 블레이드가 해수면과 평행하게 중지하고 하중 차단에서는 임의 각도로 정지한다는 것입니다. 로드 셧다운이 주요 전력을 차단하여 터빈 블레이드 회전 속도를 통제 할 수 없기 때문입니다. 테스트 결과는 블레이드 피치 각도와 토토 배팅 사이트기 브레이크의 타이밍을 제어하여 터빈 블레이드를 수평 위치에서 정지시키는 것이 가능하다는 것을 나타 냈습니다. 실용 기계는 데모 기계보다 더 큰 직경의 터빈 블레이드를 가지기 때문에 수평 위치에서 터빈 블레이드를 정지시키는 능력이 매우 바람직합니다. 따라서 실제 기계의 설계는 이러한 테스트를 통해 획득 한 지식을 통합 할 것입니다.

3.3 용량 계수 추정

용량 계수를 계산하는 데 사용될 전력 곡선을 얻기 위해 전력 생성은 다른 전류 속도에 대해 측정되었습니다. 선택된 전류 속도는 0.7 ~ 1.7 m/s입니다. 높은 유속에서 생성 된 전력이 증가했을 때, 터빈 블레이드 피치 각도는 생성 된 전력을 100kW 이내로 제한하기 위해 제어되었습니다.그림 6전력 곡선을 보여줍니다. 수평 축은 전류 속도를 나타내고 세로 축은 토토 배팅 사이트을 나타냅니다. 원시 측정이 신중하게 변함에 따라 해수면에 머무르거나 수중 다이빙과 같은 과도 상태의 데이터가 제거되었고 나머지 데이터는 각각의 전류 속도에서 평균화되어 전력 곡선을 얻었습니다. 이렇게 얻은 전력 곡선은 설계된 파워 곡선과 잘 일치 하여이 데모 기계의 터빈 설계가 적절하다는 것을 나타냅니다.

다음으로, 내부 전력 소비를 조사했습니다. 이 테스트에서 부력 및 태도 제어 방법을 수정하여 에너지 효율을 향상시키는 것 외에도 토토 배팅 사이트 중에 발생하는 열을 제거하기위한 냉각 시스템을 개선하여 내부 전력 소비를 최소화했습니다. 이 개선 된 시스템은 Kuroshio Current Area 및 Kuroshio Current 호버링 테스트에서 고정점 작동 테스트를 수행하여 내부 전력 소비를 추정하는 데 사용되었습니다. 결과는표 1, 내부 전력 소비. 볼 수 있듯이, 정상 전력 생성 작업 중 내부 전력 소비는 매우 작습니다. 대조적으로, 토토 배팅 사이트기가 모터로 작동하여 해양 전류 터빈 시스템을 대기 상태로 유지하기 위해 모터로 작동하면 내부 전력 소비가 최대화됩니다. 이는 "저 전류 속도 수중 대기"열에 표시된 것처럼 해양 전류 속도가 낮을 ​​때 터빈 시스템이 수중에 머무르기 때문입니다. 따라서 그러한 운영을 피함으로써 내부 전력 소비를 최소화 할 수 있습니다. 에너지 효율적인 작동의 예로서,이 테스트에서, 해양 전류 터빈 시스템이 수면에 서있는 "저-전류-속도 내 표면 대기"열에 표시되는 경우에도 전력 소비가 측정되었다. 결과는 이러한 작업이 전력 소비를 줄일 수 있음을 보여줍니다.

위에 표시된 전력 곡선과 내부 전력 소비는 용량 계수를 계산하는 데 사용되었습니다. 식 (1)은 용량 계수의 정의를 보여줍니다. 용량 계수는이 방정식에서 실험적으로 얻은 측정을 대체함으로써 추정됩니다.

첫째, 데모 테스트 영역의 용량 계수가 계산됩니다. 토토 배팅 사이트 성능은 전력 곡선 (차원 : 전력/속도)을 말하며, 이는 시간별 평균 쿠로시오 전류 속도를 곱합니다. 각각의 전류 속도에 해당하는 내부 전력 소비는이 결과에서 차감 된 다음, 매일 각 시간에 해당하는 24 개의 결과는 여름이 증가하여 하루에 생성 된 전력의 양을 제공하여 연간 토토 배팅 사이트 그래프를 얻습니다. 이 프로세스는 쿠로시오 전류 속도의 변동을 반영하는 토토 배팅 사이트의 변동을 예측합니다.그림 7데모 테스트 영역에서 연간 전류 속도 및 연간 토토 배팅 사이트의 추정치를 보여줍니다. 용량 계수는 연간 생성 된 전력을 정격 출력 및 기간의 제품으로 나누어 얻습니다. 이 테스트에 1 년 동안 사용 된 데모 기계를 작동한다고 가정하면 용량 계수는 22.2%로 추정됩니다. 설치 작업과 관련된 제한 사항으로 인해 수심이 100m 이하의 수심이있는 영역에서 데모 테스트를 수행해야했으며, 충분히 빠른 해류를 사용할 수 없었기 때문에 용량 계수는 예상보다 다소 낮은 경향이있었습니다. 그럼에도 불구하고,이 용량 요소는 태양 광 토토 배팅 사이트 및 풍력 토토 배팅 사이트 시스템으로 달성 할 수있는 사람들과 비교할 수 있습니다.⁽³⁾.

3.4 원격 섬 환경에서 전력망에 연결하는 연구

해양 전류에 의해 생성 된 전력은 전류 속도에 따라 변동하기 때문에 토토 배팅 사이트 시스템은 Kuchinoshima와 같은 작은 원격 섬의 전력망에 직접 연결할 수 없습니다. 쿠키 노시마의 전력망에 대한 연결을 가정하면, 생성 된 전력을 저장하기위한 배터리가있는 전력 레벨링 시스템이 설계되었습니다.그림 8원격 섬 (소규모 전력망)을위한 해양 전류 토토 배팅 사이트 시스템의 예로 설계된 시스템의 구성을 보여줍니다. 이 시스템 구성을 가정하면 변속기 끝의 전력 변동 (그림의 빨간색 화살표로 표시)이 시뮬레이션되었습니다. 전력망이 전원 그리드에 연결되기 전에 가능한 한 작은 전력을 만들어야합니다. 이러한 이유로, 비상 디젤 토토 배팅 사이트기는 해양 전류 터빈 시스템의 가능한 고장을 준비하기 위해 육상 장비의 일부로 설치되었으며 잉여 전력을 저장할 수있는 전력 레벨링 시스템의 사용도 가정되었습니다.

그림 9전송 끝에서 전력 변동의 시뮬레이션 결과를 보여줍니다. 이 시뮬레이션에서, 실제 Kuroshio 전류 호버링 테스트에 의해 얻은 토토 배팅 사이트 데이터는 입력으로 사용되었고 그리드의 공급 전력은 10kW라고 가정했습니다. 우리는 초당 전력 변동을 ± 4.9 kW (원격 섬의 전원 용량을 기반으로 전력 회사와 컨설팅하여 설정 한 임시 목표 값, 그림 9의 두 수평선 사이의 범위)를 유지하는 것을 목표로했습니다. 그러나 시뮬레이션 결과는이 범위를 벗어난 일부 포인트를 보여줍니다. 면밀한 분석에 따르면 액추에이터가 데모 기계의 최대 출력으로 빠르게 구동되거나 기계가 해수면으로 빠르게 상승했을 때 출발이 발생했습니다. 따라서 제어 및 작동 방법을 개선하고 전력 변동에 적합한 용량을 갖는 배터리를 사용함으로써 이러한 변동은 기계의 상용 버전의 대상 범위 내에서 유지 될 수 있다고 믿어집니다. 이 연구 결과는 적절한 전력 전송 시설이 장착 된 경우 해양 전류 터빈 시스템이 외딴 섬의 소규모 전력망에 연결할 수 있음을 보여줍니다.

4. 논의

테스트 결과는 주 샤프트 비례 게인이 전력 변동에 영향을 미친다는 것을 보여줍니다. 비례 이득은 토토 배팅 사이트기의 토크에 영향을 미치기 때문에 토토 배팅 사이트기 토크에 중점을 둔 것을 조사했습니다. 결과적으로, 우리는 토토 배팅 사이트기 토크 변동의 동작이 전력 변동의 거동과 일치한다는 것을 발견했다. 다시 말해, 지속적인 토크 제어는 전력 변동을 억제하기위한 가장 적절한 제어 방법입니다.그림 10두 가지 제어 방법으로 작동 중에 토토 배팅 사이트 변동을 보여줍니다 : 회전 속도 제어 및 일정한 토크 제어 (in그림. 2, 인버터의 회전 속도 제어가 일정한 토크 컨트롤로 전환되었습니다). 이 두 가지 다른 제어 방법을 비교하면 일정한 토크 제어가 전력 변동을 줄이는 데 더 좋습니다.

시연 테스트 영역에서 해양 전류 속도가 예상보다 작았 기 때문에 용량 계수는 다른 재생 가능 에너지 시설의 용량 계수와 비교할 수있었습니다 (1 년 운영 시뮬레이션은 22.2%). 그러나 연간 토토 배팅 사이트 데이터에서 볼 수 있듯이그림. 11, 정격 전류 속도의 설계가 1.2 m/s로 변경된 경우, 정격 전류 속도를 1.2 m/s로 설정하고 절단 속도 (토토 배팅 사이트 조작을 시작하는 전류 속도 조건)를 0.5 m/s로 설정하여 용량 계수를 최대 38.4% 증가시킬 수 있습니다. 또한, 우리의 계산은 2MW의 출력을위한 실용적인 기계로 65 ~ 77%의 용량 계수를 달성 할 수 있음을 보여줍니다. 이는이 토토 배팅 사이트 시스템이 고용량 계수에서 작동 할 수 있음을 나타냅니다.

해양 전류 토토 배팅 사이트소도 환경 친화적입니다.그림 12토토 배팅 사이트시 터빈 블레이드의 수중 카메라와 그 인근으로 캡처 한 이미지를 보여줍니다. 회전 터빈 블레이드 근처에서 수영하는 생선은 해양 전류 토토 배팅 사이트이 자연과 조화를 이루는 것을 나타냅니다.

5. 결론

해양 전류 토토 배팅 사이트의 데모 테스트 결과를 기반으로 용량 요인을 추정하고 평가했습니다. 결과는 해양 전류 에너지 (1.5 m/s의 전류 속도에서 100kW)를 사용하여 대상 전력을 생성하는 것이 해양 전류 터빈 시스템에서 가능하다는 것을 나타냈다. 원격 섬의 전력망과의 연결을 가정 할 수있는 용량 계수 및 전력 변동을 평가함으로써, 우리는 해양 전류 터빈 시스템이 설치되는 바다 지역의 현재 속도에 적합한 정격 전류 속도, 절단 속도 및 터빈 블레이드 직경과 같은 매개 변수와 관련된 실용적인 설계 전문 지식을 얻었습니다. 우리는 시연 테스트를 통해 얻은 지식과 식별 된 문제에 따라 해양 전력 토토 배팅 사이트의 타당성을 계속 연구 할 것입니다.

- 감사 -

시연 테스트는 NEDO (New Energy and Industrial 및 Industrial Technology Development Organiz)에 의해 보조금을 지급하는 프로젝트의 일부로 수행되었습니다. 저자는 테스트와 관련하여 Nedo의 관대 한 협력에 대한 감사를 표명하고 싶습니다. 저자들은 특히 Yokohama National University의 명예 교수 인 Kyoji Kamemoto 박사와 그의 관대 한 지침을 위해 연구 평가위원회 의장에게 정제됩니다.
해양 전력 토토 배팅 사이트 시연기에 사용되는 제어 시스템의 개발에 크게 기여한 Masayuki Shimizu 씨에게 깊은 감사를드립니다.

　　　　　　　 　　 　　 　　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

Vol.56 No.2