풍력발전기술은 전세계적으로도 가장 빠르게 성장하는 발전기술로서 최근 5년간의 연 평균 산업규모 성장률이 39.5%에 이르는 고도 성장 기술이라 할 수 있다. 현재 세계적으로는 독일, 미국, 스페인, 덴마크 등 4개국이 23,933MW의 풍력설비를 보유하고 있어 전세계 보급량의 77.2%를 점유하고 있고, 인도, 일본, 중국 등 유럽외의 국가에서도 점점 증가하는 추세를 보이고 있다. 최근 우리나라도 정부의 저탄소 녹색성장 정책에 따라 현재 199MW인 국내 풍력발전 규모를 2030년까지 현재의 37배인 7,301MW로 확대하기 위해 국산용 풍력발전기술 개발을 적극 지원할 계획이어서 앞으로는 국내 풍력발전 산업이 더욱 활성화될 전망이다. 일반적으로 풍력발전기를 형태면에서 분류하면 수평축 풍력발전기(Horizontal-Axis Wind Turbine, HAWT)와 수직축력발전기(Vertical-Axis Wind Turbine, VAWT)로 구분된다. 일정한 풍향을 지닌 유럽지역의 대형 풍력단지에는 프로펠라형 수평축 풍력발전기가 널리 사용되고 있으며, 다양한 풍향과 풍속을 지닌 지역의 소형 풍력단지에는 수직축 풍력발전기가 많이 사용되고 있다. 국내 지형의 경우는 유럽지형 보다도 저풍속이면서 바람의 방향도 수시로 변하고, 태풍시에는 풍속 20m/s 이상의 바람이 발생하는 지역이다. 따라서, 획일화 된 수평축 풍력발전기의 적용보다는 국내 여건에 맞는 풍력발전기의 연구 및 상용화가 필요한 시점이다. 본 논문에서는 수평축 풍력발전기와 수직축 풍력발전기의 장단점과 풍력발전시스템의 특성을 고찰하였으며, 특히 풍력발전기의 성능에 크게 영향을 미치는 블레이드 매수, 붙임각, 솔리디티등을 검토하여 자이로밀형 블레이드를 설계하였다. 또한, 이 블레이드를 300W 발전기에 적용하고 ...
풍력발전기술은 전세계적으로도 가장 빠르게 성장하는 발전기술로서 최근 5년간의 연 평균 산업규모 성장률이 39.5%에 이르는 고도 성장 기술이라 할 수 있다. 현재 세계적으로는 독일, 미국, 스페인, 덴마크 등 4개국이 23,933MW의 풍력설비를 보유하고 있어 전세계 보급량의 77.2%를 점유하고 있고, 인도, 일본, 중국 등 유럽외의 국가에서도 점점 증가하는 추세를 보이고 있다. 최근 우리나라도 정부의 저탄소 녹색성장 정책에 따라 현재 199MW인 국내 풍력발전 규모를 2030년까지 현재의 37배인 7,301MW로 확대하기 위해 국산용 풍력발전기술 개발을 적극 지원할 계획이어서 앞으로는 국내 풍력발전 산업이 더욱 활성화될 전망이다. 일반적으로 풍력발전기를 형태면에서 분류하면 수평축 풍력발전기(Horizontal-Axis Wind Turbine, HAWT)와 수직축력발전기(Vertical-Axis Wind Turbine, VAWT)로 구분된다. 일정한 풍향을 지닌 유럽지역의 대형 풍력단지에는 프로펠라형 수평축 풍력발전기가 널리 사용되고 있으며, 다양한 풍향과 풍속을 지닌 지역의 소형 풍력단지에는 수직축 풍력발전기가 많이 사용되고 있다. 국내 지형의 경우는 유럽지형 보다도 저풍속이면서 바람의 방향도 수시로 변하고, 태풍시에는 풍속 20m/s 이상의 바람이 발생하는 지역이다. 따라서, 획일화 된 수평축 풍력발전기의 적용보다는 국내 여건에 맞는 풍력발전기의 연구 및 상용화가 필요한 시점이다. 본 논문에서는 수평축 풍력발전기와 수직축 풍력발전기의 장단점과 풍력발전시스템의 특성을 고찰하였으며, 특히 풍력발전기의 성능에 크게 영향을 미치는 블레이드 매수, 붙임각, 솔리디티등을 검토하여 자이로밀형 블레이드를 설계하였다. 또한, 이 블레이드를 300W 발전기에 적용하고 인버터, 충전제어시스템, 축전지등 수직축 소형 풍력발전시스템을 구성하여 전산유체역학 시험 및 풍동시험을 통하여 수직축 풍력발전기의 효율과 성능을 관찰하였다. 본 연구를 통하여, 자이로밀형 블레이드를 채택한 수직축 소형 풍력발전기의 터빈성능은 블레이드의 붙임각이 5°일 때 최대 출력을 보이며, 블레이드의 수량은 5개를 사용시 소음과 진동없이 최대 성능을 보였으며, 풍차의 회전면적 대비 블레이드 면적비인 솔리디티의 값 0.25는 적절한 값임을 알 수 있었다. 또한, 풍동시험을 통해 출력특성을 측정해본 결과 안정적인 출력특성을 보였으므로, 향후에는 본 연구에서 설계?적용한 자이로밀형 블레이드의 연구 자료를 바탕으로 상위용량의 발전기에 적용 한다면 국내에서 상용화가 가능한 자이로밀형 수직축 소형 풍력발전시스템 개발이 가능할 것으로 판단된다.
풍력발전기술은 전세계적으로도 가장 빠르게 성장하는 발전기술로서 최근 5년간의 연 평균 산업규모 성장률이 39.5%에 이르는 고도 성장 기술이라 할 수 있다. 현재 세계적으로는 독일, 미국, 스페인, 덴마크 등 4개국이 23,933MW의 풍력설비를 보유하고 있어 전세계 보급량의 77.2%를 점유하고 있고, 인도, 일본, 중국 등 유럽외의 국가에서도 점점 증가하는 추세를 보이고 있다. 최근 우리나라도 정부의 저탄소 녹색성장 정책에 따라 현재 199MW인 국내 풍력발전 규모를 2030년까지 현재의 37배인 7,301MW로 확대하기 위해 국산용 풍력발전기술 개발을 적극 지원할 계획이어서 앞으로는 국내 풍력발전 산업이 더욱 활성화될 전망이다. 일반적으로 풍력발전기를 형태면에서 분류하면 수평축 풍력발전기(Horizontal-Axis Wind Turbine, HAWT)와 수직축력발전기(Vertical-Axis Wind Turbine, VAWT)로 구분된다. 일정한 풍향을 지닌 유럽지역의 대형 풍력단지에는 프로펠라형 수평축 풍력발전기가 널리 사용되고 있으며, 다양한 풍향과 풍속을 지닌 지역의 소형 풍력단지에는 수직축 풍력발전기가 많이 사용되고 있다. 국내 지형의 경우는 유럽지형 보다도 저풍속이면서 바람의 방향도 수시로 변하고, 태풍시에는 풍속 20m/s 이상의 바람이 발생하는 지역이다. 따라서, 획일화 된 수평축 풍력발전기의 적용보다는 국내 여건에 맞는 풍력발전기의 연구 및 상용화가 필요한 시점이다. 본 논문에서는 수평축 풍력발전기와 수직축 풍력발전기의 장단점과 풍력발전시스템의 특성을 고찰하였으며, 특히 풍력발전기의 성능에 크게 영향을 미치는 블레이드 매수, 붙임각, 솔리디티등을 검토하여 자이로밀형 블레이드를 설계하였다. 또한, 이 블레이드를 300W 발전기에 적용하고 인버터, 충전제어시스템, 축전지등 수직축 소형 풍력발전시스템을 구성하여 전산유체역학 시험 및 풍동시험을 통하여 수직축 풍력발전기의 효율과 성능을 관찰하였다. 본 연구를 통하여, 자이로밀형 블레이드를 채택한 수직축 소형 풍력발전기의 터빈성능은 블레이드의 붙임각이 5°일 때 최대 출력을 보이며, 블레이드의 수량은 5개를 사용시 소음과 진동없이 최대 성능을 보였으며, 풍차의 회전면적 대비 블레이드 면적비인 솔리디티의 값 0.25는 적절한 값임을 알 수 있었다. 또한, 풍동시험을 통해 출력특성을 측정해본 결과 안정적인 출력특성을 보였으므로, 향후에는 본 연구에서 설계?적용한 자이로밀형 블레이드의 연구 자료를 바탕으로 상위용량의 발전기에 적용 한다면 국내에서 상용화가 가능한 자이로밀형 수직축 소형 풍력발전시스템 개발이 가능할 것으로 판단된다.
The technology of wind velocity development is the high fastest growing technology which is 39.5% of the average annual industry growth rate lately 5 years all over the world. Currently, as Germany, The U.S, Spain, Denmark hold the facilities of wind velocity of 23,933MW, and possess 77.2% of the su...
The technology of wind velocity development is the high fastest growing technology which is 39.5% of the average annual industry growth rate lately 5 years all over the world. Currently, as Germany, The U.S, Spain, Denmark hold the facilities of wind velocity of 23,933MW, and possess 77.2% of the supply of whole world rate. Besides, India, Japan, China and some out of Europe countries have been growing it gradually. We, Korea, as following policy of Green Growth also have planed to support for developing our own technology of wind velocity for expanding up to 7,301MW which is 37 times of the present domestic 199MW by 2030. As the result, it will have a good prospect about domestic wind velocity in the future. There are two types of wind turbines by form. One is Horizontal-Axis Wind Turbine-HAWT, and the other is Vertical-Axis Wind Turbine-VAWT. HAWT has been used by the large size of wind velocity complex, such as Europe, cause of constant wind. And VAWT has been used by the small size of wind velocity complex cause of variety wind. Korean natural features have much lower wind than Europe's. The directions change at any times and the wind can generate more than 20m/s in the storms. Therefore, we have faced to study or research of proper domestic system than uniform ones.This study has inquired about the merits and demerits of HAWT and VAWT also special qualities of velocity. Especially, it has designed 'The Giromill blades' as considering numbers of blades, angles of incidence, solidity so on, which is effected for the good efficiency of wind velocity system. And at the same time, it has applied 300W to the power generator with that blades, by installing small wind velocity system, inverters, the charging control units, storage batteries so on. I has observed the efficiency and capacity of VAWT through computational fluid dynamics tests and wind tunnel tests. Through these results, it shows that the power of VAWT has the greatest output with at the five degrees of incidence and the quantity of blades is five without any noises or vibrations. And, the best value of solidity is 0.25 for blades of Giromill. As following stable output result through the wind tunnel test, it is possible to develop small Giromill VAWT for Korean features in the future, if we apply to a high capacity generator which is based on this study about Giromill blades what we have designed and studied former times.
The technology of wind velocity development is the high fastest growing technology which is 39.5% of the average annual industry growth rate lately 5 years all over the world. Currently, as Germany, The U.S, Spain, Denmark hold the facilities of wind velocity of 23,933MW, and possess 77.2% of the supply of whole world rate. Besides, India, Japan, China and some out of Europe countries have been growing it gradually. We, Korea, as following policy of Green Growth also have planed to support for developing our own technology of wind velocity for expanding up to 7,301MW which is 37 times of the present domestic 199MW by 2030. As the result, it will have a good prospect about domestic wind velocity in the future. There are two types of wind turbines by form. One is Horizontal-Axis Wind Turbine-HAWT, and the other is Vertical-Axis Wind Turbine-VAWT. HAWT has been used by the large size of wind velocity complex, such as Europe, cause of constant wind. And VAWT has been used by the small size of wind velocity complex cause of variety wind. Korean natural features have much lower wind than Europe's. The directions change at any times and the wind can generate more than 20m/s in the storms. Therefore, we have faced to study or research of proper domestic system than uniform ones.This study has inquired about the merits and demerits of HAWT and VAWT also special qualities of velocity. Especially, it has designed 'The Giromill blades' as considering numbers of blades, angles of incidence, solidity so on, which is effected for the good efficiency of wind velocity system. And at the same time, it has applied 300W to the power generator with that blades, by installing small wind velocity system, inverters, the charging control units, storage batteries so on. I has observed the efficiency and capacity of VAWT through computational fluid dynamics tests and wind tunnel tests. Through these results, it shows that the power of VAWT has the greatest output with at the five degrees of incidence and the quantity of blades is five without any noises or vibrations. And, the best value of solidity is 0.25 for blades of Giromill. As following stable output result through the wind tunnel test, it is possible to develop small Giromill VAWT for Korean features in the future, if we apply to a high capacity generator which is based on this study about Giromill blades what we have designed and studied former times.
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