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제안 방법
- 구현한 소형 풍력발전기를 차량에 탑재하여 출력특성을 실험하였다. 차량의 주행 속도를 풍속으로 환산하여 부하시험을 하였고, 일정풍속이상에서 펄링동작을 확인하였다.
- 배터리의 충전정도에 따라 배터리의 부하상태가 달라지는데, 이를 고려하여 배터리 양단에 저항부하 1Ω, 1kW를 연결하여 부하 실험을 하였다. 발전기 회전수가 180rpm에 이르면 직류출력전압이 12V에 이르고 DC/DC 컨버터가 이를 24V로 승압하여 배터리 충전이 시작된다.
- 보다 정밀한 특성해석을 위해 풍동실험을 수행하였다. 풍력발전기를 풍동내부에 설치하고 부하와 측정장치를 외부설치하였다.
- 본 연구에서는 AFPM발전기와 DC/DC 컨버터를 이용해 600W급 소형수평축 풍력발전시스템을 구현하고 차량시험과 풍동시험을 통해 소형 풍력발전시스템의 출력제어 특성을 분석하였다.
- 본 연구에서는 과풍속에서 시스템을 보호하기 위해서 펄링시스템을 구현하였고, 정격풍속이하에서 boost기능의 DC/DC 컨버터를 이용하여 출력특성을 향상시켰다. 차량실험과 풍동실험을 통해 풍속에 따른 출력 특성과 속도특성을 파악하였다.
- 본 연구에서의 출력제어는 펄링(furling)에 의한 기계적인 출력제어와 DC/DC 컨버터에 의한 전기적인 출력제어로 나눌 수 있다. 펄링 시스템의 구현은 발전기의 회전축을 기둥 축에서 이격(offset) 시키고, 꼬리날개를 한쪽으로 접히게 구성한다.
- 본 연구에서는 과풍속에서 시스템을 보호하기 위해서 펄링시스템을 구현하였고, 정격풍속이하에서 boost기능의 DC/DC 컨버터를 이용하여 출력특성을 향상시켰다. 차량실험과 풍동실험을 통해 풍속에 따른 출력 특성과 속도특성을 파악하였다.
- 구현한 소형 풍력발전기를 차량에 탑재하여 출력특성을 실험하였다. 차량의 주행 속도를 풍속으로 환산하여 부하시험을 하였고, 일정풍속이상에서 펄링동작을 확인하였다. 차량에 탑재된 풍력발전기와 펄링동작을 그림 5에 나타내었다.
- 보다 정밀한 특성해석을 위해 풍동실험을 수행하였다. 풍력발전기를 풍동내부에 설치하고 부하와 측정장치를 외부설치하였다. 이를 그림6에 나타내었다.
- 이를 그림6에 나타내었다. 풍속을 0.5m/s 단위로 증가시키고 이때 회전수와 출력을 측정하였다. 풍력발전기는 2m/s에서 기동하였고, 11m/s에서 출력 620W, 회전속도 627rpm에 도달하였고, 12m/s에서 최대출력 800W, 회전속도 670rpm에 도달하였다.
대상 데이터
- 발전기는 (주)서영테크에서 생산하고 있는 코어리스 AFPM 발전기를 이용하였다. 발전기의 최대출력은 800W, 정격회전수 600rpm, 정격전압 28Vdc이다.
- 블레이드는 Winddynamic사의 3WTR모델을 이용하였다. 직경 1.
- 블레이드는 Winddynamic사의 3WTR모델을 이용하였다. 직경 1.75m, glass reinforced polyamide 소재의 3 blade 형태로, 이의 출력 특성을 그림4에 제시하였다.
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