[논문]솔라보트 프로토타입 제작에 관한 연구

홍신표; 이경완; 전호환

doi:10.3744/snak.2007.44.2.189

솔라보트 프로토타입 제작에 관한 연구
A Study on the Construction of a Solar Boat Prototype 원문보기

大韓造船學會論文集 = Journal of the society of naval architects of korea, v.44 no.2, 2007년, pp.189 - 197

홍신표 (부산대학교 첨단조선공학연구센터) , 이경완 (부산대학교 조선해양공학과) , 전호환 (부산대학교 조선해양공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper a study on the construction of a solar boat prototype is presented. Basic components of solar boats and the construction of a simple solar boat prototype by undergraduate students are described. Main purposes of this study are to examine the feasibility of developing commercial solar boats and to evaluate the effect of solar boat construction on the education of students. A low-cost solar boat prototype is constructed by assembling parts available in the market or laboratory. From the prototype construction experience, students obtained basic knowledge on the design and construction of commercial or racing solar boats. In addition, it is shown that the construction of a solar boat can be au effective educational program to expose students to practical multidisciplinary study involving naval architecture, ocean engineering, mechanical engineering, electrical and electronics engineering.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

솔라보트 제작에 관한 국내 자료와 경험이 부족한 관계로, 본 연구는 최적의 솔라보트를 제작하기 보다는 솔라보트 제작을 위한 사전조사 및 타당성 검토를 주된 목적으로 하였다. 따라서 꼭 필요한 기본 부품만을 대상으로, 될 수 있으면 기성품으로 구매를 하고 기성품이 없을 경우에는 자작을 하거나 주문 제작하였다.

제안 방법

솔라보트 개발의 타당성을 조사하기 위하여 프로토타입을 제작하였다. 제작의 초점은 높은 성능의 보트를 만들기보다는 솔라보트의 추진원리를 이해하고 실제로 구현해보는 것이었다, 보트의 제작을 통하여 솔라보트의 설계 및 제작을 위한 기초지식을 체득할 수 있었다.
솔라보트 프로토타입의 시험은 예비시험과 본시험 두 가지로 나누어서 실행하였다. 야외에서 본시험을 수행하기 전에 먼저 실내 수조에서 보트의 주행시험을 실시하였다.
보트의 속도는 4m/s까지 올릴 수 있었지만 그 이상의 속도에서는 주행방향이 불안정하여 주행할 수 없었다. 솔라패널 시험은 따로 주간에 건물 옥상에서 태양광을 받으면서 실시하였다. 솔라 패널 2매를 솔라컨트롤러, 축전지 그리고 백열전구 등과 연결하여 축전지의 충전과 백열전구의 발광이 동시에 이루어짐을 확인하였다.
전기 에너지, 풍력 그리고 연료를 사용하는 하이브리드 솔라보트 등 다양한 종류의 솔라 보트가 시판되어 이미 이용되고 있다. 여기에서는 먼저 외국에서 상업적으로 판매되고 있는 솔라 보트의 개발 현황을 간단히 기술하고, 제 2장부터 솔라 보트의 주요 구성 요소와 간단히 제작된 솔라 보트 프로토타입의 제작 및 시험 결과를 소개한다.
제작하였다. 제작의 초점은 높은 성능의 보트를 만들기보다는 솔라보트의 추진원리를 이해하고 실제로 구현해보는 것이었다, 보트의 제작을 통하여 솔라보트의 설계 및 제작을 위한 기초지식을 체득할 수 있었다. 또한 프로토타입의 제작에는 복합적인 공학 분야의 실용적 지식 및 기술이 요구되었으며, 솔라보트의 제작은 학생들에게 효과적인 복합학문적 훈련을 제공하는 교육프로그램이 될 수 있다는 것을 확인하였다.

대상 데이터

6에 나타나 있으며, 솔라보트의 선수와 선미에 각각 1매씩 2 매의 솔라 패널이 부착되었다. 각각의 솔라패널은 12V 축전지 충전용으로서 최대 출력 80W, MPP 전압 17.2V, MPP 전류 4.65A, 가로0.536m, 세로 1.185m, 높이 3.5cm이며 무게는 7.아이다.
솔라 패널 2매를 솔라컨트롤러, 축전지 그리고 백열전구 등과 연결하여 축전지의 충전과 백열전구의 발광이 동시에 이루어짐을 확인하였다. 본시험은 2006년 8월 “인력선 축제 2006” 행사장 대전 갑천에서 이루어졌다. 솔라 패널을 장착하고 실시한 야외 주행 시험에서 약 3m/s까지의 속도를 얻을 수 있었다.
주 선체, 보조선체 21리 고 수중 날개는 FRP로 제작된 것을 이용하였다.
수중날개의 단면 Selig S7012는 낮은 Reynold's number에서 항력계수가 작으며 저속의 수중날개에 사용하기 적합하다. 추진 프로펠러는 직경이 30.5cm이고 피치가 37cm 이며 2개의 날개로 이루어져 있다. 프로토타입의 전체모습과 주요 부위의 사진이 Fig.
축전지는 밀폐형 납 축전지 2개를 사용하였다. 사양은 공칭전압 12V, 20시간 방전 기준으로 7.
프로토타입의 선체는 솔라보트의 저항을 줄이 고부가 물의 설치가 용이하며 제작이 비교적 쉬운 삼 동선 선형으로 선택하였다. Fig.

성능/효과

따라서 전자부품들의 방열에 주의해서 전장 부를 제작할 필요가 있다. 둘째, 조타장치가 예상보다 느슨하여 고속으로 주행할 때 주행 방향이 불안정해졌다. 차기 보트의 제작에는 흐르는 물의 간섭에 보다 강한 조타장치를 만들 필요가 있다.
제작의 초점은 높은 성능의 보트를 만들기보다는 솔라보트의 추진원리를 이해하고 실제로 구현해보는 것이었다, 보트의 제작을 통하여 솔라보트의 설계 및 제작을 위한 기초지식을 체득할 수 있었다. 또한 프로토타입의 제작에는 복합적인 공학 분야의 실용적 지식 및 기술이 요구되었으며, 솔라보트의 제작은 학생들에게 효과적인 복합학문적 훈련을 제공하는 교육프로그램이 될 수 있다는 것을 확인하였다.
솔라패널 시험은 따로 주간에 건물 옥상에서 태양광을 받으면서 실시하였다. 솔라 패널 2매를 솔라컨트롤러, 축전지 그리고 백열전구 등과 연결하여 축전지의 충전과 백열전구의 발광이 동시에 이루어짐을 확인하였다. 본시험은 2006년 8월 “인력선 축제 2006” 행사장 대전 갑천에서 이루어졌다.

후속연구

향후 국내에도 솔라보트의 경주대회가 계속 개최되어 여러 대학에서 참가하고 서로 경쟁하면서 국내의 조선해양 분야의 산업과학문의 발전에 큰 도움이 되기를 바란다.

참고문헌 (10)

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