초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구에서 제안한 도심에서 초고층 건물내부에 존재하는 연돌을 이용한 풍력 발전시스템은 고층 건물 내에 존재하는 매우 높은 수직 공간(비상통로, 엘리베이터 통로)은 지상층과 최고층간의 고도의 차이에 의해 기압이 존재하게 되며, 이 기압의 에너지는 기류의 상승을 형성하게 된다. 이러한 이유로 인해 상승기류가 발생하게 되며 연돌효과의 문제점이 발생하게 되었다. 그러나 이러한 에너지는 년간 항시 존재하게 되며, 또한 풍량 역시 항시 일정하게 발생하게 된다. 이러한 아이디어에 착안하여 풍량과 풍향이 일정한 이러한

연구의 목적 및 내용
본 연구에서 제안한 도심에서 초고층 건물내부에 존재하는 연돌을 이용한 풍력 발전시스템은 고층 건물 내에 존재하는 매우 높은 수직 공간(비상통로, 엘리베이터 통로)은 지상층과 최고층간의 고도의 차이에 의해 기압이 존재하게 되며, 이 기압의 에너지는 기류의 상승을 형성하게 된다. 이러한 이유로 인해 상승기류가 발생하게 되며 연돌효과의 문제점이 발생하게 되었다. 그러나 이러한 에너지는 년간 항시 존재하게 되며, 또한 풍량 역시 항시 일정하게 발생하게 된다. 이러한 아이디어에 착안하여 풍량과 풍향이 일정한 이러한 풍력의 에너지를 이용하여 풍력발전을 하여 재생에너지를 활용하자는데 본 연구제안의 주요 목적이 있다.

연구결과
본 연구에서 개발하고자 하는 횡류형 수직풍력발전시스템의 풍속변화에 따른 가용 출력 에너지의 크기 변화를 통해 확보 가능한 풍력에너지의 크기를 예측해 보았다. 본 풍력발전시스템에서 도입하고자 하는 풍력터빈은 횡류형으로 기존의 축류형 풍력터빈에 비해 효율이 15%이상 높다.
또한 가동율 역시 본 연구에서 개발하고자 하는 풍력발전 시스템의 경우 바람의 방향에 크게 영향을 받지 않으므로 기존의 축류형 풍력발전시스템에 비해 연간 가동율이 2배 이상 나올 것으로 판단되며 설계단계에서 풍력발전용 구조물의 크기변화에 따라 다양한 발전용량의 풍력발전시스템을 설계/개발할 수 있을 것으로 판단된다.
현재까지의 연구를 통해 본 풍력발전시스템에서 개발하고자 하는 횡류형 수직풍력발전 시스템의 에너지 효율성을 판단할 수 있었으며 또한 터빈설계의 4가지 주요 변수연구를 통해 개발 목표인 2MWh 급 풍력발전시스템의 형상과 규모를 예측 할 수 있었다.
추후 연구방향으로는 본 논문에서 언급하였던 풍력발전시스템의 4가지 주요 설계변수의 실험적 접근을 통해 이론적으로 규명하였던 최적의 값을 확정적으로 도출하여야 하며, 이어서 실물 풍력발전시스템을 제작하여 실증연구를 통해 발전성능을 검정하여 최종적으로 최적의 수직풍력발전시스템 설계 안을 도출하는 절차로 연구가 진행되어야 한다.

연구결과의 활용계획
본 연구의 결과물로 연돌을 이용한 풍력발전시스템과 관련된 1차 기본 특허가 출원된 상태이며, 이러한 이론적 근거를 바탕으로 최근 전 세계적으로 관심의 대상이 되는 신재생에너지 확보율과 이산화탄소 저감을 위한 방안에 크게 기여할 것으로 생각된다. 이러한 기술을 적용할 수 있는 분야로는 도심의 초고층 건물에 적용하여 신재생에너지확보율을 높임과 동시에 이산화탄소 저감을 통한 탄소 배출권 확보, 산악지대의 터널 내부에 환기 및 화재시 연소가스의 배기를 위한 수직연돌을 이용한 풍력발전시스템의 개발을 통한 신재생에너지 확보 및 이를 이용한 터널에 소요되는 전기에너지 확보, 지상에서 가동율이 매우 낮은 기존의 축류형 풍력발전시스템(국내 평균 가동율 20%이하, 고장율 포함)이 아닌 대기의 바람(자연풍)이 없어도 연돌을 이용하여 기압의 차에 의한 유도바람(induced wind)을 이용하므로 써 연중 상시 풍력발전이 가능한 시스템을 이용하여 신재생에너지의 확보율을 높이는데 기여 및 활용 가능 할 것이다.

Abstract ▼

Purpose&contents
The main purpose of this research proposal is on the obtaining of the renewable energy source in the skyscrape buildings in the metropolitan area.
The air movement is happens due to the atmospheric pressure differences in the air.
Due to this simple physical theory, it is

Purpose&contents
The main purpose of this research proposal is on the obtaining of the renewable energy source in the skyscrape buildings in the metropolitan area.
The air movement is happens due to the atmospheric pressure differences in the air.
Due to this simple physical theory, it is easily expected to obtain the useful renewable nature energy through the high-rise vertical air stack installed in a tall building. However, there is one problem that should be resolved which is called air-hole effect in the sky-scrape buildings

Result
From this study, it is expected to have four different research outputs related to the usage of the air-stack installed on the sky-scrape buildings.
(1) Obtaining of the renew energy source for the electricity generation in a tall-rise buildings
(2) Reduction of the global warming gas(CO2) due to decrease the fossil fuel consumption for the electricity generation
(3) Obtaining of the design scheme of the electricity power generation with the use of the air-stack in a high-rise building
(4) Acquiement of the solution of the air-hole effect on the tall buildings
(5) Obtaining of the optimum design scheme of the vertical air channel in the high-rise buildings

Expected Contribution
- Renewable Energy Source from the High-rise Buildings in Metropolitan Area
- Reduction of the Global Warming Gas (CO2)
- An Optimized Design Scheme of the Air-stack for the Electricity Power Generation in the High-rise Buildings
- Design Scheme of the reduction of an Air-hole effect in the High-rise Buildings

목차 Contents

• 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서[평가용] ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 15
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 22
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 23
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 26
• 7. 주관연구책임자(공동연구원) 대표적 연구실적 ... 28
• 8. 참고문헌 ... 28
• 9. 연구성과 ... 29
• 10. 기타사항 ... 32
• [별첨1] 대표연구성과 ... 33
• 자체평가 의견서 ... 38