Helical darrieus 풍력발전기 설계

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 헬리컬 다리우스 형태의 소형 수직축 풍력발전기의 설계 해석 프로그램이 개발되었다. 먼저, 설계 파라미타를 고찰하고 비교 풍력발전기 구조물들이 설정되었다. 설계된 블레이드의 모양은 헬리컬과 배부른 형태가 동시에 있는 블레이드 형상으로 이루어져 있으며, 사용된 블레이드 개수는 총 3개이다.
다음으로, 해석을 위한 중요 파라미타들이 고찰 및 설정되었다. 파라미타들은 컴퓨터 프로그램을 이용해 고안된 해석 방법에 따라 분석되었다. 해석 과정에서 익형의 받음각에 따른 양력, 항력 계수들은 미국 산디아 국립연구소의 추출된 실험 데이터에 의하여 자동적으로 계산되도록 함수가 개발되었다. 두 계수들을 활용해 방위각에 따른 양력과 항력 값들이 계산되고, 한 블레이드에 대한 토크 값이 계산되었다. 최종적으로 총 블레이드 토크의 합과 출력계수가 고찰되었고, 이를 통해 풍력발전기 출력 성능과 출력 안정성이 평가되었다.
설계 변수는 반지름과 헬리컬 형태가 설정되었다. 두 가지 설계 변수에 따라 비교 구조물들의 해석이 수행되었다. 이를 통해 최종적으로 헬리컬 다리우스 형태의 풍력발전기와 기존 구조물과의 출력 성능과 출력 안정성이 비교되었다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1장 서 론 1
• 제 2 장 문제의 설명과 설계 해석 방법 3
• 2.1. 문제의 설명 3
• 2.1.1. 문제의 정의 3
• 2.1.2. 설계 파라미타 고찰 4
• 2.1.3. 비교 구조물 설정 10
• 2.2. 설계 해석 방법 17
• 2.2.1. 해석 방법론 17
• 2.2.2. 해석 변수 설정 19
• 제 3 장 결과 및 고찰 23
• 3.1. 해석의 타당성 23
• 3.2. 해석 결과 및 고찰 24
• 3.2.1. 출력 성능 24
• 3.2.2. 출력 특성 26
• 3.2.3. 출력 안정성 39
• 3.2.4. 해석 결과 고찰 41
• 제 4 장 결 론 43
• 참고 문헌 44
• 영문 요약 50