[논문]마이크로터빈 발전기 개발에 관한 연구

김일수; 김옥삼; 문채주; 김학형; 심지연

마이크로터빈 발전기 개발에 관한 연구
A Study on the Development of the Micro-turbine Generators 원문보기

김일수 (목포대학교) , 김옥삼 (전남대학교) , 문채주 (목포대학교) , 김학형 (목포대학교 대학원) , 심지연 (목포대학교 대학원)

This study attempts to develope the micro-turbine generators which is expected to run efficiently even in very low head and small flow rate, so that the limitations on the conventional small scale hydropower could be alleviated and competition with other alternative energy sources in the changable design conditions could be attained. The micro turbine generator of a new concept was designed based on changable design conditions, hydrodynamics and theory of power transmission.

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문제 정의

마이크로터어빈의 익형은 입사각이 30°일 경우이며, 익형을 지나며 압력분포, 익렬 하류의 속도분포, 유동가시화를 통하여 익열을 지나는 유동의 방향, 압력손실 등의 최적 설계 데이터를 얻고자 하였다. 기하에 이용할 수 있는 투시 태양광선 에너지를 고려하면 주의 깊게 선택한 빛 경화제의 자유전달 분위기 하에 이용할 수 있으며 경화물 생산이 증가되고 중요한 것은 제조과정에서 오염이 감소한다.

제안 방법

구체적인 형상으로 일련의 익렬을 설치하고 레이놀즈 수를 수차의 운전조건에 맞추어 신뢰도를 높였다. 마이크로터어빈의 익형은 입사각이 30°일 경우이며, 익형을 지나며 압력분포, 익렬 하류의 속도분포, 유동가시화를 통하여 익열을 지나는 유동의 방향, 압력손실 등의 최적 설계 데이터를 얻고자 하였다.
마이크로터어빈 수차를 설계 및 제작을 하기 위한 파라미터는 2.247m의 낙차와 유량은 0.77m3/s이고, 이를 위하여 축류 형태의 임펠러를 설계하였고, 유입부에 가이드 베인을 고려하여 설계 및 제작한 연구의 결론은 다음과 같다.
마이크로터어빈의 설계시 시뮬레이션 모형을 제작하여 유효하게 이용할 수 있다. 이는 실제 마이크로터어빈을 처음부터 설계 제작 하였을 때 사고 위험에 대한 부담율 축소, 각종 보증 사항 검증 및 고효율 기기로의 제작을 위한 제작 경비 절감을 위하여 Fig. 1과 같이 모형 수차를 만들어 실험하였다. 이때 모형과 실제 수차는 반드시 상사율(similaiity)를 만족시켜야 한다.
마이크로터어빈의 경우 무한궤도를 따라 블레이드가 움직이므로 첫 번째 단의 마이크로터어빈의 블레이드는 두 번째 단에서 입, 출구가 뒤바뀐 대칭형으로 작용한다. 최적의 마이크로 터 어빈 블레이드 형상을 구하고 효율적인 블레이드간 간격 설정을 고려하여 설계하였다.
dwg)의 파일로 되어 있다면 쉽게 치수를 환산할 수 있다. 획득된 2차원 치수로부터 3차원 치수로 환산작업을 하고 얻어진 3차원 치수를 3차원 캐드 프로그램(CATIA, Pro-engineer, ICEM-CFD등) 을 이용하여 외형을 모델링 한다.

이론/모형

2는 마이크로터어빈 수차의 시뮬레이션 모델을 나타내고 있다. 본 연구에 사용된 이산화방법은 Fig. 3과 같은 격자를 중심으로 하는 implicit pressure-based 방법이며, 여기서 Q는희전속도벡터를 나타내고, 사용되는 주요 독립 변수들은(0, ZQ이다.

성능/효과

(1) 마이크로터어빈은 작동원리상 이론적으로 유효낙차에 따라 최적의 유량이 정해진다. 유효낙차에 따라 속도 삼각형이 정해지고 이에 따라 최적의 유량이 결정하여 설계할 수 있다.

후속연구

(2) 마이크로터어빈 임펠러내의 유동장을 자세히 규명하기 위해서는 615rpm의 회전속도로 회전을 하면서 물을 양수시키는 과정을 시뮬레이션 함으로서 가능할 것으로 추측된다
마이크로 터어빈 설비가 강에 방류하는데 있어 강의 높낮이와 언덕의 집중함과 동시어】, 주어진 수문학적 위치 에너지를 얻을 장소를 선정하면, 소수력의 위치 에너지는 전기에너지로의 전환되어 사용하는 것이 가능할 것이다. 마이크로 터 어빈 블레이드의 형상은, 실제 마이크로 터빈의 효율에 지배적인 영향을 준다.
소수력발전을 위한 마이크로터어빈은 자낙차 지형의 댐에 설치된다. 소수력 발전 마이크로 터어빈은 댐의 오른쪽에셕션 튜브를 끼워 맞추는 것을 고려하여, 댐의 왼쪽에 설치를 해야 할 필요가 있을 경우, 마이크로터어빈에 대한 지원과 서비스 구조가 수정될 것이다. 소수력 발전설비는 저낙차 강의 위치에너지를 사용하는데 있어 견고한 댐이 필요하다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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