풍력 터빈 블레이드 설계 및 설계인용 식

목차

1. 서론
1) 배경이론

2. 본 론

3. 결 론

4. 참고문헌

본문내용

풍력은 미래의 우리를 위한 꼭 필요한 실 재생 에너지 자원으로써 풍력발전의 가능성은 현재 기술로 유일하게 구현이 가능한 ‘경제성을 갖춘 자원’이라는 사실에 있다. 풍력 발전기는 바람의 에너질 전기 에너지로 바꿔주는 장치로서,풍력 발전기의 날개를 회전시켜 이때 생긴 날개의 회전력으로 전기를 생산한다. 풍력 발전은 환경 오염을 발생시키지 않는 청정 에너지에 해당한다.특히 운동량 이론을 통하여 10kW 풍력터빈의 최대 효율을 가질 수 있는 블레이드를 설계한다.
1. 배경이론
1.1 풍력발전의 입지조건
풍력 발전의 입지조건은 일정 수준의 풍자원을 유지하고 있는 지리적 요건과 진입로,변전소가 가까운 곳이여야 한다. 풍력발전기의 블레이드는 바람이 초속4m/s에서부터 돌기 시작하여 초속 12~ 13m일 때 최대 효율을 나타낸다. 그렇기에 바람의 속도가 최대한 일정해야 좋다. 특히 진입로, 전력 송수전 설비를 위하여 변전소가 가까운곳이여야 한다.
1.2 블레이드의 원리
충분한 양의 바람이 불어야만 풍력 터빈의 회전 블레이드가 돌아갈 수있다. 이는 양력 때문에 돌아가는 것인데,
Fig. 1 wind turbine blade rotate reason
이는 비행기의 날개처럼 생긴, 블레이드는 바람을 받아 풍향의 수직 방향으로 양력(Lift Force)이 작용하여 회전을 하게 되는데 양력 때문에 블레이드는 풍향의 수직 방향으로 떠오를 수 있게 된다.
위 식(1.1)에서
(Fy=양력, C_L=양력상수,ρ=유체의 밀도, A=물체의 면적, W=바람에 대한 터빈의 상대속도)
양력과는 다르게 풍향과 같은 방향으로 작용하는 항력(Drag Force) 이 힘은 유체에 대한 물체의 상대속도의 반대 방향으로 작용하는 힘으로 바람의 운동방향에 닿는 면적이 커질수록 증가하게 된다.
위 식(1.2)에서
(D=항력 C_D:항력계수,ρ=유체의 밀도,A=물체의 면적,W=물체의 상대속력)
또한 받음각(Angle of Attack)이 일정 수준이상으로 커지게 된다면, 블레이드 주위의 와류(vortex)가 생겨 양력이 갑자기 사라지게 되는 실속(Stall)현상이 일어날 수 있다.

참고 자료

https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1835851&cid=49077&categoryId
=49077 - 네이버 지식백과
http://repository.kmou.ac.kr/bitstream/2014.oak/9559/1
http://www.weather.go.kr/weather/climate/average_regional02.jsp –기상청 (평균 풍속)
https://www.google.co.kr/search?source=hp&ei=nE8hW8vPPMuc0gSq1oYY
&q=%EA%B5%AC%EA%B8%
80%EB%B2%88%EC%97%AD&oq=%E
A%B5%AC%EA%B8%80%EB%B2%88%EC%97%AD&gs_l=psy-ab.3...503.2074.0.2147.12.8.0.0.0.0.173.662.0j5.5.0....0...1c.1j4.64.psy-ab..1
0.2.258...0j0i10k1j0i131k1j0i3k1.0.k
M5yx_rcuR0 (구글 번역)
https://blog.naver.com/mathlove69/220994545395(네이버 블로그 인용)