현재 지구 환경 변화에 대한 국제적 관심과 최근의 급속한 유가 상승, 사용 에너지의 약 96%를 수입에 의존하고 있는 우리나라의 에너지 문제로 인해, 최근 들어 국내에서도 풍력발전에 대한 관심이 높아지고 있다. 풍력 발전은 무한정의 청정에너지인 바람을 이용하는 장점이외에 다른 발전 방식에 비해 구조나 설치가 상대적으로 간단하여 운영 및 관리가 쉬우며, 또한, 무인화/자동화 운전이 가능하다는 장점이 있다. 풍력 발전기 (Wind turbine)의 외형은 주로 회전하는 로터 블레이드, 낫셀(Nacelle), 타워로 구성되며, 주요 구성 요소는 블레이드와 블레이드가 고정되어 있는 ...
현재 지구 환경 변화에 대한 국제적 관심과 최근의 급속한 유가 상승, 사용 에너지의 약 96%를 수입에 의존하고 있는 우리나라의 에너지 문제로 인해, 최근 들어 국내에서도 풍력발전에 대한 관심이 높아지고 있다. 풍력 발전은 무한정의 청정에너지인 바람을 이용하는 장점이외에 다른 발전 방식에 비해 구조나 설치가 상대적으로 간단하여 운영 및 관리가 쉬우며, 또한, 무인화/자동화 운전이 가능하다는 장점이 있다. 풍력 발전기 (Wind turbine)의 외형은 주로 회전하는 로터 블레이드, 낫셀(Nacelle), 타워로 구성되며, 주요 구성 요소는 블레이드와 블레이드가 고정되어 있는 허브, 회전축, 로터의 회전을 증속시키는 증속기, 발전기, 제어기, 유압 브레이크, 전력 제어 장치 및 기타 주변 장치들이다. 풍력 발전기의 주요 구성 요소 가운데, 가장 중요한 요소는 바람이 운동 에너지를 로터의 기계적 에너지로 변환시키는 로터 블레이드이며, 블레이드의 설계에 따라서 풍력 발전기의 용량과 효율이 결정된다. 또한, 풍력 발전기의 구성 요소 중 가장 많은 하중을 받게 되므로, 풍력 발전기의 운용 제한은 로터 블레이드의 설계에 의해 결정된다. 따라서 날개의 설계에 의해 성능이 결정되는 항공기와 마찬 가지로 풍력 발전기의 블레이드 설계 및 제작은 풍력 발전기의 개발에 있어서 가장 높은 중요도를 가지는 핵심 기술이다. 본 연구의 목적은 지금까지 철저하게 외국 기술에 의존해 왔던 풍력 터빈 블레이드의 설계 기술을 확보하는데 있다. 비교적 간단한 해석 도구인 운동량 이론 (Momentum theory)과 깃 요소법 (Blade element method)을 이용하여 기초 설계 파라메타에 대한 일반적 설계를 수행하고, 이를 바탕으로 블레이드의 일반적인 기하학적 형상을 갖는 풍력 블레이드의 형상을 설계하고 설계된 데이터를 이용하여 기본도면 및 3차원 모델로 형상을 구현하였다. 기초 설계를 통하여 얻은 블레이드의 기본형상 및 풍속에 따른 공력계수, 항력계수 데이터를 기준으로 블레이드에 발생되어지는 공력에 대하여 해석하고 그 결과를 분석하였다.
현재 지구 환경 변화에 대한 국제적 관심과 최근의 급속한 유가 상승, 사용 에너지의 약 96%를 수입에 의존하고 있는 우리나라의 에너지 문제로 인해, 최근 들어 국내에서도 풍력발전에 대한 관심이 높아지고 있다. 풍력 발전은 무한정의 청정에너지인 바람을 이용하는 장점이외에 다른 발전 방식에 비해 구조나 설치가 상대적으로 간단하여 운영 및 관리가 쉬우며, 또한, 무인화/자동화 운전이 가능하다는 장점이 있다. 풍력 발전기 (Wind turbine)의 외형은 주로 회전하는 로터 블레이드, 낫셀(Nacelle), 타워로 구성되며, 주요 구성 요소는 블레이드와 블레이드가 고정되어 있는 허브, 회전축, 로터의 회전을 증속시키는 증속기, 발전기, 제어기, 유압 브레이크, 전력 제어 장치 및 기타 주변 장치들이다. 풍력 발전기의 주요 구성 요소 가운데, 가장 중요한 요소는 바람이 운동 에너지를 로터의 기계적 에너지로 변환시키는 로터 블레이드이며, 블레이드의 설계에 따라서 풍력 발전기의 용량과 효율이 결정된다. 또한, 풍력 발전기의 구성 요소 중 가장 많은 하중을 받게 되므로, 풍력 발전기의 운용 제한은 로터 블레이드의 설계에 의해 결정된다. 따라서 날개의 설계에 의해 성능이 결정되는 항공기와 마찬 가지로 풍력 발전기의 블레이드 설계 및 제작은 풍력 발전기의 개발에 있어서 가장 높은 중요도를 가지는 핵심 기술이다. 본 연구의 목적은 지금까지 철저하게 외국 기술에 의존해 왔던 풍력 터빈 블레이드의 설계 기술을 확보하는데 있다. 비교적 간단한 해석 도구인 운동량 이론 (Momentum theory)과 깃 요소법 (Blade element method)을 이용하여 기초 설계 파라메타에 대한 일반적 설계를 수행하고, 이를 바탕으로 블레이드의 일반적인 기하학적 형상을 갖는 풍력 블레이드의 형상을 설계하고 설계된 데이터를 이용하여 기본도면 및 3차원 모델로 형상을 구현하였다. 기초 설계를 통하여 얻은 블레이드의 기본형상 및 풍속에 따른 공력계수, 항력계수 데이터를 기준으로 블레이드에 발생되어지는 공력에 대하여 해석하고 그 결과를 분석하였다.
Generating electric power by a specific energy source of 'Windy is now on the rise of its interests in Korea. This is because of that the nation is relying on 96% of energy from import and, moreover, the change of global environment and sharp increasing in oil price are focused on as a global energy...
Generating electric power by a specific energy source of 'Windy is now on the rise of its interests in Korea. This is because of that the nation is relying on 96% of energy from import and, moreover, the change of global environment and sharp increasing in oil price are focused on as a global energy issue. The wind power generation is known as a sustainable and clean energy source. Especially, structure and installation of wind power generation system is rather simple comparably to the other power generation systems by renewable energy sources and the system by renewable energy source and the system is comparably easier in operation and managing. In addition, this system can be operated automatically while no person is in charged for the operation. In general, wind turbine is consisted with rotor blades, a nacelle and a tower. The main components of wind turbine area blade, hub, an axial shaft, a gear box, a generator, a controller, an oil pressure brake, a power controller and other devices. The most important component of a wind turbine is the rotor blade that transmits from kinetic energy of wind to mechanical energy of rotor. The capacity and efficiency of wind turbine are determined by design of rotor blade. Furthermore, this blade part is where the mostload is applied, the design of a rotor blade is decisive process in order to limit the performance of wind turbine. Therefore, blade design and manufacturing of wind turbine is understood as a core technology of wind turbine development. The aiming of this study is on obtaining technology and technique of designing wind turbine blade, as it has been depended on developed foreign technologies. The process was conducted in three steps. Firstly, general designing was done by 'momentum theory' and 'Blade element method' which are comparably simple analysis tools. Secondly, with the data from first stage, geometrical blade was designed. Then, finally, the blade was created as 3-D model. The final analysis was of power generated by the blade by reanalyzing the previous data such as basic shape of blade designed and lifting coefficients derived in each wind speed.
Generating electric power by a specific energy source of 'Windy is now on the rise of its interests in Korea. This is because of that the nation is relying on 96% of energy from import and, moreover, the change of global environment and sharp increasing in oil price are focused on as a global energy issue. The wind power generation is known as a sustainable and clean energy source. Especially, structure and installation of wind power generation system is rather simple comparably to the other power generation systems by renewable energy sources and the system by renewable energy source and the system is comparably easier in operation and managing. In addition, this system can be operated automatically while no person is in charged for the operation. In general, wind turbine is consisted with rotor blades, a nacelle and a tower. The main components of wind turbine area blade, hub, an axial shaft, a gear box, a generator, a controller, an oil pressure brake, a power controller and other devices. The most important component of a wind turbine is the rotor blade that transmits from kinetic energy of wind to mechanical energy of rotor. The capacity and efficiency of wind turbine are determined by design of rotor blade. Furthermore, this blade part is where the mostload is applied, the design of a rotor blade is decisive process in order to limit the performance of wind turbine. Therefore, blade design and manufacturing of wind turbine is understood as a core technology of wind turbine development. The aiming of this study is on obtaining technology and technique of designing wind turbine blade, as it has been depended on developed foreign technologies. The process was conducted in three steps. Firstly, general designing was done by 'momentum theory' and 'Blade element method' which are comparably simple analysis tools. Secondly, with the data from first stage, geometrical blade was designed. Then, finally, the blade was created as 3-D model. The final analysis was of power generated by the blade by reanalyzing the previous data such as basic shape of blade designed and lifting coefficients derived in each wind speed.
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