초록 ▼

최종목표
- 풍향에 관계없이 발전하고 최고 효율을 가진다.
- 저풍속(1.5m/s이하)에서 기동(Cut-in)된다.
- 소음이 적고, 친환경적이다.
- 양산이 가능하며, 경쟁력을 가질 수 있다.
- 부품 및 시스템의 국산화를 이룩한다.
개발내용 및 결과
수직축 풍력 터빈의 방위각에 따라 변화하는 피치각을 적용해터빈의 출력계수를 향상시키는 원리이다. 본 기술의 검증은 1차 BEMT모델을 이용한 공력 성능해석을 실시한 데이터로 축소형 모델을 제작하였고, 2차 축소형 모델의 실험을 통해 최적의 피치각

최종목표
- 풍향에 관계없이 발전하고 최고 효율을 가진다.
- 저풍속(1.5m/s이하)에서 기동(Cut-in)된다.
- 소음이 적고, 친환경적이다.
- 양산이 가능하며, 경쟁력을 가질 수 있다.
- 부품 및 시스템의 국산화를 이룩한다.
개발내용 및 결과
수직축 풍력 터빈의 방위각에 따라 변화하는 피치각을 적용해터빈의 출력계수를 향상시키는 원리이다. 본 기술의 검증은 1차 BEMT모델을 이용한 공력 성능해석을 실시한 데이터로 축소형 모델을 제작하였고, 2차 축소형 모델의 실험을 통해 최적의 피치각을 찾아내었으며, 3차 CFD를 통해 터빈의 성능을 예측하여 4차 제주 필드 시험을 마지막으로 성능의 검증을 마쳤다. 본 시스템의 종합 성능은 정격풍속에서 자체 측정한 축소형 19%~20%, 실물 20%~25%의 효율을 보였고, 에기연평가로는 14%~16%의 성능을 인정받았다.
기술개발 배경
국내 해외를 불문하여 소형풍력 시장이 활성화 되지 못하는 이유는 바로 소형 풍력발전시스템의 낮은 출력계수에 있다. 어떠한 시장에서건 경쟁의 우위를 점하기 위해서는 고효율의 시스템을 갖추는 것이 가장 중요한 과제이다. 이에 당사의 노하우와 기술을 접목해 풍력시장에 새로운 대안을 제시하고자 한다.
핵심개발 기술의 의의
블레이드의 각도를 조절하여 터빈 성능을 향상시키는 연구를 몇 가지 접해 보았으나 성공한 사례를 찾지는 못하였다. 기구 및 장치의 구성도 중요하지만 풍력의 핵심인 공력성능 예측은 난이도가 높은 기술이며, 더욱이 본 과제의 핵심인 각도 제어모션을 구현해서 전산유체역학에 접목 성능을 예측하는 기술은 매우 높은 난이도를 가지는데, 본 과제를 통해 당사는 이러한 기술을 충분이 습득하고 기구적으로도 구현해 내는데 소정의 성과를 얻을 수 있었다. 이는 곧, 소형풍력시장에 새로운 방향을 제시 할 수 있는 가능성의 발견이라 할 수 있다.
적용 분야
풍력터빈, 소수력터빈, 조력터빈, 비행체 등에 응용 가능

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 2
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 6
• 목차 ... 9
• 제 1 장 서론 ... 10
• 제 1 절 TMR System의 기술 개발 이유 및 개요 ... 10
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 11
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 11
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 13
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 20
• 제 4 절 수행결과의 보안 등급 ... 21
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 22
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 23
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 23
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 23
• 2. 기술개발 결과 및 성과 ... 25
• 3. 편심 제어부(모터 및 광센서 사진) ... 46
• 제 2 절 연구 개발 추진 체계 ... 77
• 제 3절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 79
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 84
• <부록> 수직축 풍력발전기 모니터링시스템 프로그램 소스 자료 ... 85
• 첨부 1. 연간 최대 에너지 생산량 (Max. Annual Energy Production : Max. AEP) ... 87
• 첨부 2. 최적화 알고리즘(GA 및 Guided MADS) ... 92
• 끝페이지 ... 97