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Department Of Ocean System Engineering해양시스템공학과

학과소개

해양시스템이야기

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레이더 & 안테나

레이더(RADAR)<

레이더(RADAR)

전자파를 대상물을 향해서 발사해 그 반사파를 측정하는 것으로써, 대상물까지의 거리나 형상을 측정하는 장치이다.

멀리 있는 물체와의 거리를 전자파에 의해서 계측해서 전시하는 것으로 비행기의 위치를 파악하거나, 강수량 예측 시스템 등에 사용되고 있다. 전쟁에서 적 비행기의 위치를 알아내기도 하며, 사람이 들어가지 못하는 심해까지 레이더를 쏘아 그 수심을 알아내기도 한다. 레이더는 발신기, 수신기, 안테나, 표출장치, 그리고 조정장치와 신호처리장치로 구성되어 있다. 가장 보편적인 레이더는 같은 안테나를 전파 발신과 수신용으로 사용하는 단일정적(monostatic) 레이더이다. 라디오파 에너지가 목표물을 향해서 발사되었을 때 산란되거나 반사되어 되돌아오는 전자파 에너지의 특성을 이용하여 목표물까지의 거리나 형상을 측정하는 전자측정기기이다. 레이더로부터 얻을 수 있는 추가적인 정보로는 방사 방향의 속도나 목표물까지 거리, 도플러 레이더 경우 편광 레이더와 마찬가지로 목표물의 탈분극 특성을 파악할 수 있다.

 

선박용 레이더

선박에서 사용하기 위해 특히 그와 같은 사용 조건을 고려하여 설계된 레이더 장치. 해상의 장해물, 다른 선박, 해안 등을 탐지하고 그들의 위치와 자기 선박으로부터의 거리, 방향을 평면 위치 표시기(PPI) 위에 표시하도록 되어 있다. 3GHz대, 5GHz대 또는 9GHz대의 주파수를 사용해서 목표물을 상대 위치에 평면으로 표시하는 펄스 레이더이다. 근거리에서 원거리까지 자유로 탐지 거리를 절체할 수 있다.

 

수중음파탐지기

수중음파탐지기(SONAR)

수중음파탐지기(SONAR)

항해용 등 수중 음향 기기의 총칭이며 좁은 의미로 서치라이트 소나와 스캐닝 소나를 말한다. 수중 음파를 이용하여 바닷속 물체의 존재, 위치, 성질 등을 탐지하는 방법 또는 그러한 목적으로 사용되는 장치이다. 계측 장치로부터 음파를 발신한 다음 떨어져 있는 물체로부터 오는 반사파를 수신하여 물체에 관한 정보를 얻고자 하는 것을 능동 수중 음파 탐지기라고 하고, 물체로부터 발생한 수중음을 수신하여 그 물체에 관한 정보를 얻고자 하는 것을 수동 수중 음파 탐지기라고 한다.

해양구조물

해양구조물(해양플랜트)

해양의 자연환경에 따라 연안구조물과 해양구조물로 나누어진다. 또한 착저식과 부유식으로도 나눌 수 있는데 착저식에는 고정형과 중력형이 있고, 부유식에는 부상형과, 반잠수형, 잠수형이 있다. 또한 해양의 깊이에 따라서 구분할 수 있는데 SSR(Semi Submergible Rig), FPSO(Floting Production, Storage and Off-loading)를 제외하고는 모두 고정 구조물로 분류된다. 즉 배모양이 아닌 다른 것들은 RIG 또는 Platform이라고 부른다.

 

먼저 이런 강철 탑으로 고정되어 있고 가장 근해에 쓰이는 것은 Jack-up rig라고 한다. 그리고 TLP(Tenstion Led Platform)는 강선으로 고정된 구조물로써 어느 정도의 깊이 제한이 있으므로 깊은 바다에서는 적용할 수가 없다. 가장 깊은 해양에 적용할 수 있는 SPAR 플랫폼 등으로 어느 정도 깊게 위치한 다음 무어링기술로 균형을 맞추고 해저에 있는 줄을 이용하여 연결하는 형태를 가진다. 이런 해양구조물들은 모든 크다는 것과 굉장히 많은 기자재들로 구성돼있다는 특징을 가진다.

 

해양신재생에너지

해상풍력발전

해상풍력발전

해상풍력발전(Offshore wind power)은 풍력터빈을 호수, 피오르드(fjord) 지형, 연안과 같은 수역에 설치하여 그 곳에서 부는 바람의 운동에너지를 회전날개에 의한 기계에너지로 변환하여 전기를 얻는 발전방식을 말한다. 2008년 말까지 해상풍력발전 총 누적용량은 총 풍력발전 누적용량의 1%가 약간 넘는 수치인 1,473MW이며 2008년에는 30% 증가율과 같은 수치인 350MW가 추가되었다.

 

조력발전

조석이 발생하는 하구나 만을 방조제로 막고 발전기를 설치하여 만조가 되어 해수가 들어오면 수문을 열어 방조제 안에 물을 채워 가두었다가, 간조가 되면 다시 수문을 열어 가두었던 물을 일제히 방류한다. 이때 물이 한꺼번에 방류되면서 발전기의 터빈을 돌려 전력이 생산되는 원리로, 해양에너지에 의한 발전방식 중에서 가장 먼저 개발되었다. 우리나라는 현재 안산에 소재한 시화호에서 조력발전소가 2011년 8월 전력 생산에 들어갔다. 2004년 12월에 시작된 이 발전소 건립은 2010년 4월 완공되어 단계별 시험운전을 거쳤다. 이 발전소는 50만 명에게 공급이 가능한 하루 25만 4000kW의 전기를 생산할 수 있어 기존 최고 규모인 프랑스의 랑스 발전소보다 더 많은 전력 생산이 가능하다.

 

조류발전

해안에 방파제를 설치하여 조수간만의 차이를 이용하여 발전하는 조력발전과 달리, 빠른 해수의 흐름이 나타나는 해역에 댐이나 방파제의 설치 없이 해류를 이용하여 바닷속에 설치한 터빈을 돌리는 발전방식이다. 방파제를 건설할 필요가 없기 때문에 조력발전에 비해 비용이 적게 들고, 선박 다니기가 자유로우며, 어류의 이동을 방해하지 않고 주변 생태계에 영향을 주지 않아 환경친화적인 것으로 평가된다. 우리나라에는 울돌목 외에 진도 조도면 인근 장축수도에 조류발전소가 2011년부터 시험 가동 중이다.

조류발전

 

 

파력발전

파력발전

파랑의 에너지를 이용하는 발전. 세계의 바다에서 얻을 수 있는 총파력은 40PW(페타와트 ; 1PW는 10W) 가량인데, 현재 실용화되어 있는 것은 공기 터빈을 쓰는 방식이다. 파랑에 의한 해면의 승강운동을 피스톤으로 공기의 흐름으로 만든 다음 공기 터빈을 돌려 발전기를 구동한다.