회생복합형 전자기 감쇠기를 활용한 에너지 수확 성능 평가

Abstract

국내외적으로 케이블 교량의 시장은 지속적 성장하고 있으며 이에 따라 케이블 진동저감에 대한 관심과 케이블의 진동 모니터링에 대한 관심이 커지고 있다. 초기의 연구는 케이블의 진동제어와 케이블 모니터링이 독립적인 분야로 발전되어 왔지만 최근 두 연구 분야가 통합하여 보다 효율적인 시스템을 개발되어지고 있다. 그 연구의 일환으로 자가발전이 가능한 회생복합형 전자기 감쇠기가 개발되었으며 진동저감 효과와 모니터링에 필요한 에너지 수확 가능성을 확인하였다. 본 연구는 회생복합형 전자기 감쇠기의 에너지 흐름을 통하여 진동저감 효과와 감쇠기에서 발생한 전기에너지 수확량을 파악한다. 이후, 회생복합형 감쇠기에 적합한 회로를 제안하여 에너지를 수확하고 성능을 평가하였다. 회생복합형 감쇠기의 경우 기존 와전류 감쇠기와 코일형 감쇠기가 복합적으로 구성된 감쇠기이다. 따라서, 회생복합형 감쇠기의 구조적 특성을 파악하기 위해 수치해석 모델을 통하여 기존 감쇠기와 비교하였다. 또한, 회생복합형 감쇠기에 발생하는 전기적 에너지를 효과적으로 수확하기 위해 감쇠기에서 발생하는 에너지를 세가지 흐름으로 나누어 살펴보았다. 각 흐름에 따라 전기에너지 수확량을 증가시킬 수 있는 방법에 대해 분석하였다. 결과적으로 제안된 에너지 수확회로를 통해 70% 이상의 수확 효율을 보였으며 수확 에너지를 배터리에 저장할 수 있음을 보였다.