• 제목/요약/키워드: 풍력발전터빈

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BEMT를 적용한 20kW 수평축 풍력터빈 형상설계 및 성능해석 (A Study on the Configuration Design and the Performance Analysis of the 20kW HAWT based on BEMT)

  • 강호근;남청도;이영호;김범석
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제30권6호
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    • pp.669-676
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    • 2006
  • The optimum design and the performance analysis software called POSEIDON for the HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine) is developed by use of BEMT, which is the standard computational technique for prediction of power curves of wind turbines. The Prandtl's tip loss theory is adopted to consider the blade tip loss. The lift and the drag coefficient of S-809 airfoil are predicted via X-FOIL and the post stall characteristics of S-809 also are estimated by the Viterna's equations.$^{[13]}$ All the predicted aerodynamic characteristics are fairly well agreed with the wind tunnel test results. performed by Sommers in Delft university of technology. The rated power of the testing rotor is 20kW(FIL-20) at design conditions. The experimental aerodynamic parameters and the X-FOIL data are used for the power Prediction of the FIL-20 respectively The comparison results shows good agreement in power prediction.

해상풍력 발전단지의 전력망 연계방식에 따른 고장전류 분석 (Analysis of fault current in offshore wind farm ccording to the grid connection method)

  • 안진홍;김일환
    • 전기전자학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.691-698
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    • 2020
  • 해상풍력 발전단지의 전력망 연계방식에 따라 설치비용이나 고장전류의 크기가 달라진다. 그렇기 때문에 단지의 용량과 위치 등을 고려한 효율적인 전력망 연계 방법이 필요하다. 특히 해상풍력 발전단지의 전력케이블은 대부분 비용 및 효율적인 부분을 고려하여 3-core를 사용한다. 케이블 단락 같은 고장이 발생하면 케이블 전체를 교체해야 하므로 수리비용 및 터빈 정지 기간을 고려하였을 때 비용적인 측면에서 상당한 손실이 발생할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 제주해상에 설치될 100 MW 풍력단지에 방사형, 링형, 성형 방식을 도입하여 이에 따른 3상 단락고장을 PSCAD/EMTDC 프로그램을 활용하여 컴퓨터 해석을 수행하고, 그 결과를 분석하여 모델 단지에 알맞은 전력망 연계방식을 제안하고자 한다.

태양에너지학회 논문집의 풍력에너지 연구동향 분석 (Review of Trends in Wind Energy Research Publications in Journal of the Korean Solar Energy Society)

  • 김현구
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제40권4호
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    • pp.1-11
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    • 2020
  • The Journal of the Korean Solar Energy Society is the first journal in South Korea that adopts wind energy as one of its subjects. Since 2000, more than 140 papers on wind energy have been published in the journal, which accounts for 8.5% of the total publication. However, in recent years, the number of published papers on wind energy has been decreasing steadily, and a reason for this decline is the significant dependence on a few specific institutions and authors. In this study, wind energy subjects were classified using the frequency analysis of the subject words extracted from the title, keywords, and abstract of wind energy papers using the text mining technique. In addition, the Korea Citation Index was used to perform quantitative level evaluation by subject and institution and to analyze the trends and characteristics of the wind energy field. Therefore, it was identified that in terms of the number of publications and citations, the main subject areas were resource/micrositing and policy/potential.

KBP-750D 풍력 발전기에 사용되는 800 kW 급 영구자석, 직접구동형 발전기의 개발 (Development of 800 kW class PM Direct Drive Synchronous Generator for KBP -750D WECS)

  • 김동언;이홍기;서형석;한홍식;정영규;정진화;곽성근;임민수;오만수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1519-1521
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    • 2004
  • 포항풍력에너지연구소와 (주)보국전기는 에너지 관리공단의 지원으로 2002년부터 직접구동형 풍력 터빈 KBP-750D에 사용될 발전기를 개발해 오고 있다. KBP-750D에 사용되는 발전기는 증속을 위한 gearbox를 사용하지 않는 직접 구동형 이라는 것과, 영구자석을 사용하여 여자하는 형식이라는 것이다. 이런 특징은 풍력발전에서 요구하는 주요 요구조건인 고효율, 고신뢰성을 만족시키기 위해서 매우 중요하다. 개발된 발전기는 25 rpm 정격에서 800 kW의 정격을 가지도록 설계되었다. 공극 직경은 3,320 mm 이며, stator의 길이는 705 mm, 4.5 mm의 공극, 84극을 가지고 있으며, 전체중량은 약 20 ton이다. 이 보고에서는 이 발전기의 물리설계 공학설계 등에 관해서 논의한다.

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풍력발전기용 볼 베어링의 단순화 볼 모델을 이용한 해석기법 연구 (A Study on a Finite Element Analysis Method Using Simplified Ball Models of Wind Turbine Ball Bearings)

  • 김승우;송정우;홍준표;강종훈
    • 풍력에너지저널
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    • 제14권4호
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    • pp.21-28
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    • 2023
  • This study focuses on the analysis of slewing ball bearings in wind turbines. Slewing bearings have an outer diameter of several meters, and hundreds of balls are in contact with the raceway. Due to the large number of balls and raceway contact conditions, it is difficult to accurately analyze contact stresses using general analysis techniques. To analyze the contact stress of a slewing ball bearing, the sub-modeling method is applied, which is a technique that first analyzes the displacement of the entire model and then analyzes the local stress at the point of maximum displacement. In order to reduce the displacement analysis time of the entire ball bearing, the technique of replacing the ball with a nonlinear spring is adopted. The analytical agreement of the simplified model was evaluated by comparing it with a solid mesh model of the ball for three models with different spring attachment methods. It was found that for the condition where a large turnover moment is applied to the bearing, increasing the number of spring elements gives the closest results to modeling the ball with a solid mesh.

풍력발전기용 복합재 윈드터빈 블레이드의 설계 개발 시험 (Design Development Test for Composite Wind Turbine Blade)

  • 이충훈;정성훈;박지상;김태욱
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.22-25
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    • 2004
  • This paper describes method and procedure for DDT (Design Development Test) of composite wind turbine blade composites. The test type of DDT is bending test, such as cantilever beam, based on the rated wind speed of wind power generation system. DDT was carried out in order to compare with the result of FEM analysis, characterize structural stability, verify manufacturing process and review test method of full scale blade.

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농형 유도발전기를 이용한 독립형 풍력발전시스템의 최대출력제어 (Maximum Output Power Control for Stand-Alone Wind Power Generation System Using Cage-Type Induction Generators)

  • 김형균;이동춘;석줄기
    • 전력전자학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.73-80
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    • 2004
  • 본 논문에서는 농형유도발전기를 이용한 독립형 풍력발전시스템의 최대전력 추종제어기법을 제안한다. 농형 유도발전기는 벡터제어 방식으로 동작되는데 d-축 전류에 의해 여자가 제어되고 q-측 전류에 토크가 제어된다. 이 토크제어에 의해 발전기는 풍속의 변화에 따라 최대전력을 발생하도록 가변속 제어된다. 발전된 전력은 ac/dc PWM 컨버터에 의해 직류 출력단 배터리뱅크로 충전된다. 제안된 기법은 M-G세트로 구성된 터빈시뮬레이터를 이용하여 실험적으로 검증된다.

농형 유도발전기를 이용한 계통연계형 가변속 풍력발전시스템 (Grid-Connected Variable Speed Wind Power Generation System Using Cage-Type Induction Generators)

  • 김형균;이동춘;석줄기
    • 전력전자학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.397-404
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    • 2004
  • 본 논문에서는 농형유도발전기를 이용한 계통연계형 풍력발전시스템의 가변속제어 기법이 제안된다. 농형유도발 전기는 간접벡터제어 방식으로 동작되는데 d-축 전류에 의해 여자가 제어되고 q-축 전류에 토크가 제어된다. 이 토크제어에 의해 발전기는 풍속의 변화에 대해서 항상 최대전력을 발생하도록 가변속 제어된다. 발전된 전력은 back-to-back PWM 컨버터에 의해 계통으로 공급된다. 계통측 컨버터는 q-축 전류 제어에 의해 직류링크 전압을 제어하고 d-축 전류 제어에 의해 계통측 역률을 제어할 수 있다. 제안된 기법은 M-G세트로 구성된 터빈시뮬레이터를 이용하여 실험적으로 검증된다.

전산유체역학 후류모델 특성에 따른 산악지형 풍력발전단지 후류확산 형태 민감도 분석 (Sensitivity Analysis of Wake Diffusion Patterns in Mountainous Wind Farms according to Wake Model Characteristics on Computational Fluid Dynamics)

  • 김성균;류건화;김영곤;문채주
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.265-278
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    • 2022
  • 육·해상 풍력 프로젝트 성공여부는 사업의 경제성 확보에 중점을 두고 있으며, 이는 양질의 풍력자원 확보와 풍력단지 최적배치에 의해 좌우된다. 풍력단지를 배치하는 과정에서 주풍향을 고려한 풍력터빈들의 최적배치 방법이 중요하며, 이는 풍상측에 위치한 구조물을 통과하는 유체가 발생시키는 후류영향을 최소화시키는 것과 연관이 있다. 후류효과 예측성의 정확도는 이를 적절히 모의할 수 있는 후류모델과 모델링 기법에 의해 결정되어지며, 특히 산악 및 다도해지역과 같은 복잡지형에서는 고해상도 기반의 정확한 후류예측이 필수적으로 요구된다. 이에 본 논문에서는 상용 CFD 모델인 WindSim을 활용하여 국내 산악 복잡지형에 위치한 육상풍력단지 예정지의 후류모델별 민감도 분석을 통해 후류확산 형태를 분석하고 향후 복잡지형 풍력발전 프로젝트의 기초연구 자료로 활용하고자 한다.

풍력터빈타워의 모델링에 따른 고유진동수 특성에 관한 연구 (A Study on the Natural Frequency of Wind Turbine Tower Regarding to Modeling Method)

  • 이윤우;장민서;강성용;김평화;강영종
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.2272-2278
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    • 2015
  • 최근 지구 환경문제에 대한 국제적 관심이 높아지고 있는 가운데 신재생 에너지의 도입에 대한 중요성이 더욱 부각되고 있다. 풍력발전은 신재생 에너지의 한 분야로써 미래의 대체에너지 자원으로 주목받고 있으며 이에 대한 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 풍력발전시스템 가운데 타워구조물은 지속적이고 안정된 발전을 위해 중요한 역할을 하고 있으며 다양한 해석모델을 활용하여 연구개발이 이뤄지고 있다. 본 연구에서는 다양한 풍력터빈타워의 해석모델이 고유진동수 해석결과에 미치는 영향에 대해 분석해 보았다. 해석결과 타워의 세부적 부분을 타워 강재 단위중량으로 치환한 모델은 1차 고유진동수와 0.14%의 차이를 보여 모델링의 간소화가 가능 할 것으로 판단하였으며, 경계조건의 따라 고유진동수가 10%이상의 차이가 발생하는 것을 보아 단순 고정단 해석은 실제 거동을 나타내지 못하는 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 적합한 해석모델링 기준을 확립하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.