• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.397-404
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• 2023

본 논문은 풍력터빈의 시제품 인증을 위한 국제 규정에 근거하여 풍력터빈 시험장을 설계하였다. 시험장에 설치되는 기상탑의 최대 높이는 140m이며, 5MW 이상 풍력터빈을 최대 3대까지 시험할 수 있는 전력설비가 구성되어 있다. 설치된 기상탑에서 측정한 기상자원은 감시시스템을 이용하여 기록 및 분석이 가능함을 확인하였다. 풍력터빈 제조업체는 이 시험장을 인증기간 동안 사용할 수 있고 설치된 풍력터빈은 지속적인 발전사업도 가능하다. 따라서, 장기적으로 풍력터빈의 성능 및 내구성을 측정하여 모델을 개량하거나 새로운 풍력터빈을 개발하기 위한 기초자료를 얻을 수 있다.

• 신재생에너지
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• 제2권4호
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• pp.12-18
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• 2006

풍력터빈 풍동시험의 경우 모델 축소에 의한 레이놀즈 수 감소가 풍력터빈 성능에 미치는 영향이 적절히 고려되어야 한다. 본 연구를 통해 수치해석과 축소모델 풍동시험을 통해 모델 축소효과를 파악하여 이를 적절히 보상하는 기법을 개발하고자 한다. 이를 위해 풍력터빈 형상 및 실물모델 시험데이터가 공개되어 있는 NREL Phase VI 모델을 표준모델로 선정하여 수치해석 및 풍동시험을 수행하였다. 풍동시험은 KARI LSWT에서 2006. 10에 수행되었으며, 블레이드 끝단 속도를 실물 모델과 일치시켰으며 시험부 유속은 0$\sim$25m/s, 블레이드 설치각은 3도 조건을 기준조건으로 사용하였다. 축소모델 시험결과 최대토크는 약 10% 정도 감소현상을 보이고 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.245-248
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• 2006

풍력터빈 풍동시험의 경우 모델 축소에 의한 레이놀즈 수 감소가 ?V력터빈 성능에 미치는 영향이 적절히 고려되어야 한다. 본 연구를 통해 수치해석과 축소모델 풍동시험을 통해 모델 축소효과를 파악하여 이를 적절히 보상하는 기법을 개발하고자 한다. 이를 위해 풍력터빈 형상 및 실물모델 시험데이터가 공개되어 있는 NREL Phase VI 모델을 표준모델로 선정하여 수치해석 및 풍동시험을 수행하였다. 풍동시험은 KARI LSWT에서 2006. 10에 수행되었으며, 블레이드 끝단 속도를 실물 모델과 일치시켰으며 시험부 유속은 $0{\sim}25m/s$, 블레이드 설치각은 3도 조건을 기준조건으로 사용하였다. 축소모델 시험결과 최대토크는 약 10% 정도 감소현상을 보이고 있다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제38권7호
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• pp.29-38
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• 2009

지난 20년간 급속한 발전을 통하여 회전 블레이드의 직경이 126 m, 나셀까지의 높이가 약 130 m에 이르는 6,000 kW의 용량을 가지는 풍력발전기가 개발되었다. 세계적으로 풍력발전의 필요성과 중요성이 인식되어 2008년 현재 약 120,000 MW의 설치 용량을 기록하고 있다. 풍력터빈(wind turbine)과 그 부품의 기계적인 성능평가의 종류와 방법은 많은 사람들의 관심인 것으로 판단한다. 우선 풍력터빈을 구성하는 주요 핵심부품은 블레이드, 증속장치, 발전기 등이며, 세부 구성 부품으로 허브, 핏치와 요베어링, 주축베어링, 타워 등이 있다. 주요핵심 부품인 블레이드, 증속기, 발전기 등의 성능평가가 중요한 이슈이다. 또한 모든 구성품을 조립하여 초기의 설계사양에 따라서 제조되고 최종성능이 발휘되는지 여부를 현장시험을 통하여 성능평가과정을 거치게 되는데 이 과정은 풍력터빈의 성능평가라고 하며 주요 평가대상은 출력성능(power performance), 소음(noise), 하중(load), 전력품질(power quality) 등 4가지 항목을 집중적으로 측정하여 개발된 풍력터빈의 전반적인 성능을 평가하게 된다. 본 투고에서는 핵심부품인 블레이드, 증속기, 발전기에 대한 시험기술과 풍력터빈의 성능평가 항목인 4개 측정 항목에 대하여 기술하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.282-285
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• 2008

NREL Phase VI 12% 축소모델을 사용한 표준풍력터빈 풍동시험은 2006$\sim$2007년에 수행되었다. 1,2차 풍동시험은 복합재 및 알루미늄 블레이드를 사용하여 블레이드 제작정밀도 및 표면상태에 의한 영향을 파악하기 위해 수행되었다. 3차 풍동시험은 축소효과보상기법 개발을 위해 수행되었다. Bo-105 40% 모델에 사용된 코드확장기법을 적용하여 15% 코드확장 블레이드를 사용하여 풍동시험을 수행하였다. 시험결과 코드확장기법을 적용할 경우 풍속에 대한 토크 기울기는 실물모델과 잘 일치하나, 최대토크 대비 8%정도 간극을 나타내고 있다. 풍력터빈 블레이드와 같이 캠버가 큰 익형을 사용하는 회전체에 대한 수정된 보상기법을 적용할 경우 이러한 간극은 보상될 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.334-338
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• 2008

현재 세계적으로 풍력터빈의 설치 용량이 점차 증가함에 따라 계통에 연계되는 에너지양 또한 급격하게 증가하였다. 풍력터빈의 크기 및 수가 적었던 예전에는 전형적인 분산형 전원으로서 계통에 소규모 외란이 발생하였을 경우, 풍력터빈은 운전이 정지되었으며 그로 인해 계통에 미치는 영향은 거의 무시될 수 있었다. 하지만 최근에는 계통에 영향을 줄 만큼 풍력발전단지가 증가함에 따라 계통 외란에 대해서 운전을 정지하지 않고 계통에 협조하는 특별한 형태로 그 역할이 변경되고 있다. 그래서 이미 많은 나라에서는 그 나라에 맞는 계통연계규정(Grid Code)을 만들어 풍력터빈들이 계통에 미치는 영향에 대해 재평가가 이루어지고 있으며 이제는 짧은 순간의 계통 외란에서도 풍력터빈은 지속적인 운전을 해야 하는 LVRT 기능을 법제화하고 있는 추세이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.357-360
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• 2007

NREL Phase VI 12% 축소모델을 사용한 표준풍력터빈 풍동시험은 2006년에 1차 시험이 수행되었다. 1차 풍동시험은 복합재 블레이드를 사용하여 표준조건(설치각 3도)에 대해 수행되었으며 블레이드 표면상태에 따라 측정값이 영향을 받는 것을 파악하였다. 2007년 4월에 수행된 2차 풍동시험은 표면상태의 영향을 보다 정확히 파악하기 위해 알루미늄 블레이드를 사용하여 시험을 수행하였으며, 블레이드 제작 정밀도에 따른 영향을 파악하였다. 낮은 레이놀즈 수 영역(저속영역)에서는 블레이드 표면상태 따라 토크 값 다르게 나타나며, 블레이드 끝단 부근의 제작 정밀도는 최대 토크 이후의 영역에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 0.1mm 이내의 정밀도로 제작된 모델의 경우 NREL 시험결과와 전체적인 형상이 유사하게 나타나며, 축소효과에 의한 영향으로 최대토크는 약 25% 정도 감소현상을 보이고 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.494-497
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• 2009

풍력터빈 블레이드 풍동시험의 경우 사용가능한 시험설비의 크기제한으로 인해 축소모델 사용이 불가피하며, 이로 인해 풍동시험에서는 실물 블레이드에 비해 10% 미만의 낮은 Re수에서 시험이 수행된다. 축소모델 블레이드 풍동시험 결과를 활용하여 실물 블레이드의 성능(토크)를 추정하기 위한 축소효과 보정기법을 2008년 제시하였으며, NREL Phase VI 모델 시험결과에 적용하였다. 당시 제시된 보정기법은 단일익형을 전체 블레이드에 사용한 사례이며 축소효과 보정을 위해 Re수에 따른 익형의 양력계수 변화만을 적용하였다. 본 논문에서는 당시 제안된 축소효과 보정기법을 익형의 양력계수 및 항력계수를 포함한 형태로 수정하였으며, 블레이드에 다수의 익형이 사용되었을 경우에 대해 확장하였다. NREL Phase VI 12% 시험모델의 경우 익형의 양력계수 기울기에 의한 보정량은 약 15% 정도이며, 항력계수 변화에 의한 보정량은 약 5% 정도로 나타났다. 블레이드에 다수의 익형이 사용되었을 경우 설계 또는 전산해석을 통해 구한 반경별 토크 함수를 적용하여 블레이드 축소효과를 보정할 수 있다.

• 신재생에너지
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• 제3권2호
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• pp.53-59
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• 2007

NREL Phase VI 12% 축소모델을 사용한 표준풍력터빈 풍동시험은 2006년에 1차 시험이 수행되었다. 1차 풍동시험은 복합재블레이드를 사용하여 표준조건(설치각 3도)에 대해 수행되었으며 블레이드 표면상태에 따라 측정값이 영향을 받는 것을 파악하였다. 2007년 4월에 수행된 2차 풍동시험은 표면상태의 영향을 보다 정확히 파악하기 위해 알루미늄 블레이드를 사용하여 시험을 수행하였으며, 블레이드 제작 정밀도에 따른 영향을 파악하였다. 낮은 레이놀즈 수 영역(저속영역)에서는 블레이드 표면상태 따라 토크 값 다르게 나타나며, 블레이드 끝단 부근의 제작 정밀도는 최대 토크 이후의 영역에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 0.1mm 이내의 정밀도로 제작된 모델의 경우 NREL 시험결과와 전체적인 형상이 유사하게 나타나며, 축소효과에 의한 영향으로 최대토크는 약 25% 정도 감소현상을 보이고 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.55.1-55.1
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• 2011

풍력터빈에 적용되는 제어로직에 대한 검증을 실험실 기반에서 검증하기 위해서는 바람 및 터빈에 대한 적절한 모델링이 선행되어야 한다. 특히 피치 및 토크제어에 대한 특성을 검증하기 위해서는 블레이드 공력특성 및 터빈의 동특성에 대한 반영이 필연적이다. 본 논문에서는 풍력터빈 적용 제어로직 검증을 위하여 대상터빈에 대한 스케일링 결과, 바람을 모사하기 위한 구동장치 동작 및 터빈 모사장치에 대한 설계 결과에 대하여 소개하도록 한다.