초록 ▼

1. 분석자 서문

이동형 발전장치의 크기 및 무게를 감소시키기 위해 현재 사용되고 있는 무거운 배터리 시스템을 대체할 수 있는 몇 가지 시스템들이 검토되었다. 마이크로터빈은 가장 높은 출력밀도를 제공하기 때문에 일본 IHI, 벨기에 Power MEMS 컨소시엄 등에서 초소형 마이크로터빈을 개발하기 위한 프로그램이 있었다. Onera에서 50~100W 전력을 생산할 수 있는 마이크로터빈 개발을 위한 DecaWatt 프로그램이 진행되었다. 1단 가스터빈에 대한 연구가 진행되고 있다. 마이크로터빈의 압축기, 터빈 입구

1. 분석자 서문

이동형 발전장치의 크기 및 무게를 감소시키기 위해 현재 사용되고 있는 무거운 배터리 시스템을 대체할 수 있는 몇 가지 시스템들이 검토되었다. 마이크로터빈은 가장 높은 출력밀도를 제공하기 때문에 일본 IHI, 벨기에 Power MEMS 컨소시엄 등에서 초소형 마이크로터빈을 개발하기 위한 프로그램이 있었다. Onera에서 50~100W 전력을 생산할 수 있는 마이크로터빈 개발을 위한 DecaWatt 프로그램이 진행되었다. 1단 가스터빈에 대한 연구가 진행되고 있다. 마이크로터빈의 압축기, 터빈 입구 온도, 압축기 및 터빈 효율에 따른 시스템 효율을 먼저 계산하였다. 현실적인 가정에 따른 시스템 효율은 5~10% 수준이고 마이크로터빈, 전력변환장치, 연료 등 패키지를 포함한 시스템 무게는 200W/kg 수준이었다. 에너지밀도는 300~600Wh/kg 수준으로 이차전지 성능을 훨씬 초과하였다. 이런 마이크로터빈 개발을 위해 직경 10mm 압축비 2.5 원심압축기, 반경형 터빈, 저널 및 축 방향 가스 베어링, 수소 및 탄화수소 연료로 작동하는 소형 연소기, 고속 마이크로 발전기, 재료 선정 등에 대한 연구가 진행되었다. 엔진 시험 전 구성품 시험을 수행하였다. 700,000rpm의 고속발전기 시험 결과 좋은 효율을 보여주었다. 같은 방법으로 압축기를 500,000 rpm에서 시험하였으며, 정격 조건인 840,000rpm 조건에서 정격 압축비에 거의 도달할 것으로 예측하였다.
이 연구를 통해 효율 10% 이상, 에너지밀도 600Wh/kg의 수kW 마이크로터빈 발전 시스템이 충분히 가능하다는 것을 제시하고 있으며, 장시간 사용이 필요한 곳에서는 이차전지를 대체하여 사용될 가능성이 충분히 있다고 판단된다.

2. 목 차

1. 개요
2. 성능 해석
3. 마이크로 연소
4. 원심 압축기
5. 마이크로발전기
6. 가스 베어링 제작
7. 전망
8. 결론
References

3. 원문정보
O. Dessornes, S. Landais, R. Valle, A. Fourmaux, S. Burguburu, C. Zwyssig, Z. Kozanecki
/Advances in the Development of a Microturbine Engine/Journal of Turbomachinery/2014.7

※ 이 자료의 분석은 삼성테크윈/수석연구원이신 김명효님께서 수고해 주셨습니다.