[보고서]블레이드 - 로터 일체형 수중 발전기 개발

주성준

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[국가R&D연구보고서] 블레이드 - 로터 일체형 수중 발전기 개발 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	(주)이잰
연구책임자	주성준
참여연구자	박상준 , 김명득 , 이상용
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2013-07
과제시작연도	2012
주관부처	중소기업청 Small and Medium Business Administration
연구관리전문기관	중소기업기술정보진흥원 Korea Technology & Information Promotion Agency for SMEs
등록번호	TRKO201800012381
과제고유번호	1425072598
사업명	중소기업기술혁신개발
DB 구축일자	2018-07-14
키워드	수중발전기.소수력발전.블레이드일체형.신재생.영구 자석 형 동기발전기.Hydro-Generator.MicroHydro.Rotor-Blade Integrat.Green Energy.PMSG.

초록 ▼

□ 개발목표
- 계획
1. 로터 일체형 블레이드 PMSG설계 및 개발
2. 3kW급 수중 구동이 가능한 발전기개발
3. 3kW급 3개 병렬운전을 시행하는 10kW급 수중발전기 개발
- 실적
1. 로터 일체형 블레이드 PMSG설계 및 개발
2. 3kW급 수중 구동이 가능한 발전기개발
3. 3kW급 3개 병렬운전을 시행하는 10kW급 수중발전기 개발

□ 정량적 목표항목 및 달성도
1. 발전시스템출력
- 계획 : 10kW 이상
- 실적 : 10kW
2. 정격회전수
- 계획 : 80RPM 이하
- 실적 : 150 RPM
3. 가동 유속
- 계획 : 10cm/s 이하
- 실적 : 45 cm/s
4. 발전효율
- 계획 : 90% 이상
- 실적 : 89.1%
5. 블레이드 에너지변환 효율
- 계획 : 44% 이상
- 실적 : 44%
6. 출력 전압
- 계획 : 30V 이상
- 실적 : 125.9 [V]
7. 출력 전류
- 계획 : 2A 이상
- 실적 : 9.35 [A]
8. 최저발전유속
- 계획 : 0.5 m/s 이하
- 실적 : 0.45 [m/s]
9. 개별 발전기 정격출력
- 계획 : 3kW 이상
- 실적 : 5.5 [kW]

□ 기대효과
- 저가형 소수력 발전소 건설
- 수중 방수구조를 이용한 파생상품
- 최저 발전단가 구현

□ 적용분야
- 소수력 발전기 (신재생 에너지)
- 수중 추진체
- 수력 펌프

(출처 : 요약서 3p)

목차 Contents

표지 ... 1
제 출 문 ... 2
요 약 서 (초 록) ... 3
목차 ... 4
제 1 장 개발기술의 개요 ... 6
1-1. 대상 기술의 요약 ... 6
1-2. 개발 필요성 ... 6
1-3. 기술 개발 효과 및 활용방안 ... 9
1-4 관련기술 현황 ... 10
제 2 장 개발목표 및 개발내용 ... 13
2-1 기술개발 목표 ... 13
2-2 세부 개발내용 및 방법 ... 14
제 3 장 성과요약 및 기대효과 ... 81
3.1 핵심 개발 성과 및 독창적 핵심 기술 및 기대 효과 ... 81
3.2 개발된 기술을 활용한 사업화, 마케팅 방안 ... 82
부 록 ... 84
끝페이지 ... 84

표/그림 (81)

표 1 마이크로 수중 동기발전기 전체 구조도
표 기존 소수력발전기와 당사개발 마이크로수중발전기 비교
표 신재생 에너지 투자비 및 발전 비용
표 소수력 발전(기) 국내 개발 현황
표 각나라별 소수력 발전 용량 현황
표 전체 제품 조립도 그림 2-2 하우징 외곽 조립도
표 수중 발전기 가공 완성 제품 사진
표 스테이터 코어와 권선 작업
표 완성된 스테이터 사진
표 스테이터 전기 강판 프레스 가공
표 외곽하우징 설계 도면
표 하우징 커버 및 방수 베어링
표 외곽하우징 제작
표 중공축 로터 설계 도면
표 로터와 방수 하우징 부분의 설계 및 가공
표 영구 자석 설계 및 제작
표 입구형상에 따른 특징 분석
표 덕트 형상에 따른 입구의 흡입효과: a) 쐐기모양, b)SG6043, c) 두께 없는 NACA4415, d) NACA4415, e)벨마우스, f)벨마우스확장출구
표 벨마우스 설계 도면
표 벨 마우스 제작 과정
표 완성된 벨마우스+ 발전기의 수중 방수 테스트
표 메인 인버터 구성도
표 내부 하드웨어 구성 사진
표 파워 아날라이져 구동 테스트 사진
표 삼상 3kW 부하 실험과 출력전압 오실로 스코프 화면
표 1/10 모델 블레이드 및 수중 발전기 테스트를 위해 자체 제작한 테스트 장비
표 2차년도 3kW 제품 조립도
표 2차년도 3kW 전체 제품사진
표 설계 파라메터
표 3kW 코어 설계 도면
표 스테이터 가공
표 방수 베어링 구조도
표 2중 방수 구조 설계도
표 2중 방수구조 베어링, 하우징 가공, 최종 조립
표 회전자 Assy, 회전자 조립도, 자석 조립도
표 로터 부분품 가공 및 조립
표 벨마우스 설계 도면
표 벨마우스 제작 과정
표 10kW 3상 인버터 블럭 다이어그램
표 10kW 인버터 주요 부위
표 인버터 전체 사진
표 입력단 필터 보드
표 Base Board 및 센서 보드
표 DSP Board
표 IGBT 모듈 드라이버 및 IGBT 모듈
표 PWM phase-shift controller 구성도
표 계통 위상과 위상천이값 θ^
표 출력단 부하 5kW -> 10kW 가변
표 병렬 운전을 위한 3kW 제너레이터+벨 마우스
표 반지름이 r인 미소 디스크
표 단면 r에서의 상대속도와 각도들
표 성능예측 프로그램 흐름도
표 wing tip vortex (wikipedia)
표 터빈날개 설계
표 날개의형태
표 설계파라미터
표 성능예측 결과
표 성능 목표와 예측
표 입구 형상
표 덕트 형상: Case a(벨마우스), Case b(익형)
표 블레이드의 형상
표 블레이드와 덕트형상
표 계산 영역과 경계조건
표 압력분포
표 속도분포
표 날개 표면의 압력
표 Streamline
표 설계파라미터
표 개념 설계1
표 최종 개략설계
표 날개 형에 따른 형상
표 토크와 항력
표 항력의 방향
표 성능평가
표 설계형상 비교
표 최종형상
표 최종 성능
표 cavitation
표 중공식과 막힘식의 토크비교
표 중공식과 막힘식의 성능비교RPM
표 2중 방수 구조 베어링 개념도

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