• 한국유체기계학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.64-68
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• 2014

This paper is intended to provide experimental data for the design of the small VAWT(vertical axis wind turbine). Three types(lift, drag, and hybrid) of the blade of VAWT are tested with digital wind tunnel in this study. From the test, the relation of power coefficient and tip speed ratio for the blades are evaluated and compared each other depending on the blade type. Especially, the characteristics of hybrid blade which is shown to be expanded in the market without any logical data is proposed in the relation of power coefficient and tip speed ratio. It is shown that the hybrid blade can be used to make higher starting torque with trade off of degradation of power coefficient.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.677-681
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• 2011

수직축 및 수평축 풍력터빈의 특성 및 공력성능예측 방법에 대해 고찰하였다. Darrieus형 수직축 풍력터빈은 블레이드에 유입되는 바람의 속도 및 받음각의 변화가 매우 심해 Dynamic Stall 현상이 발생하고 앞면에서 발생한 Wake가 후면 블레이드의 공력특성에 영향을 준다. 수평축은 BEMT를 활용하여 형상설계 및 성능예측이 가능하고 전산해석 및 풍동시험을 통해 공력성능예측이 수행되고 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.470-472
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• 2001

전북대학교 벤처기업인 (주)코윈텍에서는 2001년 2월 19일 전북 부안군 하서면 백련리 해창쉼터에 30kW급 수직/수평축 통합형 풍력발전 시스템을 설치하였다. 이 시스템은 기존의 수평축 풍력발전기의 장점과 수직축 풍력발전기의 장점을 통합한 새로운 시스템으로서 기존 시스템보다 월등한 성능을 나타내고 있다. 본 논문에서는 새로 개발된 풍력발전 시스템에 특징 및 구성에 관하여 소개한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.423-429
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• 2013

수직축 풍력발전기의 발전 전력을 유동해석을 이용하여 예측하였다. 해석은 블레이드 회전 속도를 고정하고 그 회전 속도에서 토크를 반력으로 추출하였다. 여러 경우의 블레이드의 회전 속도에 대해 토크를 구하고 발전 용량을 계산하였다. 회전 속도에 따른 발전 토크와 발전 용량을 계산함으로써 최적의 발전기와 그 때의 회전 속도를 선정할 수 있었다. 또한, 블레이드의 개수와 블레이드의 형상에 대해 해석을 수행하여 그 영향을 분석하였다. 마지막으로 실험을 수행하여 그 결과를 비교하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.183.2-183.2
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• 2010

본 개발에서의 해상용 풍력발전기는 크게 허브와 블레이드를 합한 상부 구조물, 전기 발전기와 연결 조인트의 중간구조물, 각종 제어 장치가 들어있는 제어박스로 나누어진다. 상부 구조물은 Circular Hub 타입의 Darrieus 형상으로 양력(lift)을 이용한 회전력이 발생하며, Circular Hub 타입은 기존의 허브와 블레이드를 연결하여주는 암(arm)에 의해 유발되는 항력토크를 최소화 하기 위한 신개념 형상설계가 이루어 졌으며, 저속에서 우수한 회전특성을 가진다. 이는 바람을 받아 기계적 에너지로 전환 하는 역할을 하며, 풍력발전기의 성능에 직접적인 영향을 미친다. 중간구조물의 전기발전기는, 상부에서 발생된 기계적 에너지를 이용하여 전기적 에너지로 전환 하는 역할을 수행한다. 이렇게 전환된 전기적 에너지는 하부의 제어박스를 거쳐서 해상용 부이(buoy)의 하단에 위치한 베터리 뱅크로 전달, 저장되어 부이에서 쓰이는 전력을 충당하게 된다. 한편 본 개발은 풍력발전기의 공력하중 해석과 로터블레이드의 설계, 풍력발전기의 구조, 진동해석, MPPT 제어컨트롤러와 Breaking controller, 풍동 및 차량시험을 통한 성능평가 및 분석 등의 순으로 개발을 수행하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3347-3352
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• 2007

This paper describes a research for the performance improvement of the straight-bladed vertical axis wind turbine. To improve the performance of VAWT, the individual blade pitch control method is adopted. For the wind turbine, CFD analysis is carried out by changing blade pitch angle according to the change of wind speed and wind direction. By this method, capacity and power efficiency of VAWT are obtained according to the wind speed and rotating of rotor, and could predict the overall performance of VAWT. It was manufactured to verify performance of the experimental system that consists of rotor including four blades and base. Furthermore, torque sensor and power generator were installed. Also, active controller which can change the pitch angle of the individual blade according to the wind speed and direction was used.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.186.3-186.3
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• 2010

본 논문은 우리나라와 같이 평균풍속이 낮고 바람 방향이 수시로 변하는 지역에 적합한 풍력발전 시스템에 관하여 논한다. 특히, 풍향에 상관없이 효율을 보장하고, 아주 약한 풍속 조건에서도 기동(Cut-in)되며, 낮은 평균풍속 5~6m/s인 지역에서도 경제적으로 풍력발전 단지의 구축이 가능하며, 다양한 지역에 설치가 가능하고, 소음이 적고 친(親) 환경적이며, 양산이 가능해 납기를 예측할 수 있으며 그리고 모든 부품 및 시스템의 국산화가 가능해야 한다는 7가지 조건을 만족하는 풍력발전시스템으로 이를 실현시키기 위하여 현재 풍력발전시스템의 가장 앞선 요소기술(state-of-the-art technology)인 직접구동 방식, 적층식, STR 블레이드, AFPM동기발전기, 자기부상 및 전자브레이크 등 5가지 기술을 복합 융합하여 최고의 효율 및 성능을 보장해 주는 적층 연곡형 시스템이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권8호
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• pp.693-702
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• 2015

본 논문은 NACA 익형의 블레이드를 가지는 다리우스 수직축 풍력발전기(VAWT)의 성능특성에 대한 연구이다. 다양한 설계변수를 이용한 다리우스 VAWT 의 최적 형상을 예측하기 위해서 블레이드 근처에서 나타나는 공력특성 및 박리유동, 유동과 블레이드 간의 상호작용, 이로 인해 유도되는 토크 및 출력특성 등을 분석하였다. 블레이드의 최적 형상 설계 및 주변 유동과의 상호작용 특성을 보기 위하여 다양한 인자들 (즉, 코드길이, 로터직경, 피치각, 블레이드의 두께비 및 비틀림각 등)을 고려하였다. 본 연구에서 연구결과로는 TSR 가 낮은 영역에서는 솔리디티가 큰 로터가 높은 출력계수를 가지는 반면, TSR 이 높은 영역에서는 솔리디티가 작은 로터가 높은 출력계수를 가진다. 블레이드의 익형이 안쪽으로 향하는 피치각은 $-2^{\circ}$와 비틀림각이 $0^{\circ}$ 일 때, 다리우스형 VAWT 가 최대 출력을 발생하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1273-1283
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• 2011

3 차원 비정상유동해석을 통하여 자이로밀의 공기역학적 특성을 고찰하였다. 일반적으로 소형자이로밀은 구조가 간단하고 솔리디티가 높아 제작이 쉽고 자구동(self-starting)이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나 TSR (tip speed ratio)가 4~7 인 다리우스풍력발전기와 다르게 1~3 정도로 매우 낮다. 본 연구에 사용한 자이로밀은 일정한 단면을 가진 3 개의 직선날개로 구성되어 있으며 솔리디티는 0.75 이다. 솔리디티가 매우 낮은 다리우스풍력발전기와 다르게 자이로밀은 TSR 이 증가함에 따라 날개 상호간의 간섭과 하류에 위치하는 날개로 유입되는 유동속도의 급격한 감소로 인하여 양력이 감소하고 날개의 회전속도에 의하여 주변의 공기가 가속되면서 항력의 증가로 성능이 저하되었다. 이로 인하여 TSR 이 2.4에서 최고의 성능을 나타내며 이후로 급격히 감소하는 것을 알 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제29권1호
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• pp.34-43
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• 2020

풍력발전기 로터의 저속운전 가능성에 대해 기동토크를 평가하고자 하였다. 본 연구에서 살펴본 저속시동 가능성의 날개는 초임계에어포일을 보완하여 AMI계열(AMI903 및 AMI904)의 날개를 제안하여 공력성능을 유지하며 제작상 및 유지보수의 어려움을 제거하였다. 따라서 본 연구는 FLUENT를 이용하여 난류유동 해석을 통해 제안된 날개의 받음각(-180°~+180°)에 대한 항력계수와 양력계수를 제시하였으며, 이 값들로부터 정지하고 있는 날개의 회전 위치에 따른 접선방향의 토크계수를 정의하여 제시하였다. 기동력의 크기와 방향을 결정할 토크계수는 대부분 양의 값(반시계방향)으로 나타났으며 특별히 받음각이 0°에서 180° 및 -90°에서 -180°에서 양의 값이며 0°에서 -90°에서 매우 작거나 음의 값을 나타냈다. 한편 기동토크는 두께가 얇은 AMI903보다 두꺼운 AMI904에서 더 큰 것으로 나타났다.