ANSYS 프로그램을 이용한 50kW급 풍력터빈에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 ANSYS 유동해석 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 5kW와 50kW 수직축 풍력터빈에 대해 연구였다. 5kW급 수직축 풍력터빈은 주 블레이드의 갯수와 보조 블레이드의 개수를 각각 30개로 하였고 주속비(TSR)를 0.2에서 06까지 변화를 주면서 전기적 특성을 분석하였다. 5kW급 수직축 풍력터빈의 전기적 특성을 기초로 하여 50kW급 수직축 풍력터빈을 설계 하였다. 5kW급 풍력발전은 주속비가 0.5일 때 9.5kW의 출력과 0.28의 효율이 최대로 나타났다. 출력전류(Lp)와 출력전압(Ep)을 계산한 결과, 주속비가 증가하면 출력전류(Lp)는 감소되고 출력전압(Ep)은 증가되는 것을 알 수가 있었다. 그리고 주속비를 변화주어도 5kW급 풍력발전은 5kW 이상 출력이 측정되었다. 주속비를 0.3부터 0.6까지 변화시켰을 때, 50kW급 풍력발전은 50kW 이상 출력되었다. 50kW급 풍력발전은 주속비가 0.4일 때, 출력은 58.37[kW]이고 효율은 0.318로 최대로 나타났으며, 제안한 50kW 풍력발전이 설계조건을 만족함을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, the 5kW and 50kW vertical axis wind turbines were studied using the ANSYS flow analysis simulation program. The 5 kW vertical shaft wind turbine has 30 units of the number of main blades and sub-blades and the electrical characteristics were analyzed by changing the tip speed ratio (TSR) from 0.2 to 06. A 50kW vertical axis wind turbine was designed based on the electrical characteristics of a 5kW vertical axis wind turbine. When the tip speed ratio was 0.5, the 5 kW wind power generation showed the maximum output of 9.5 kW and the efficiency of 0.28. The calculation of the power current(Ip) and the power voltage(Ep) show that, as the tip speed ratio increases, the power current(Ip) decreases and the power voltage(Ep) increases. And even if the tip speed ratio was changed, 5kW wind power generation was measured for output of 5 kW or higher. When the tip speed ratio was changed from 0.3 to 0.6, 50 kW wind power generation was output more than 50 kW. When the tip speed ratio of 50kW wind power generation was 0.4, the output was 58.37 [kW] and the efficiency was 0.318, and it was confirmed that the proposed 50kW wind power generation satisfies the design conditions.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 실험방법
• 3. 결과 및 고찰
• 4. 결론
• REFERENCES