해상용 영구자석형 풍력 발전기

소개

포항공과대학교 풍력대학원 학생입니다.
해상용에 쓰이는 풍력발전기에 대한 기본 원리와 그 전망을 한학기 term project로 자세하게 조사한 것입니다.

목차

1. 서 론
1). 기술 현황
① 국외 기술 현황
② 국내 기술 현황 ③ 국내 현 기술상태의 취약점
2). 해상용 풍력발전의 필요성
① 설치장소의 한계성
② 시스템 운반상의 문제
③ 세계 시장의 현황 및 전망
④ 국내 Wind Map
2. 영구자석형 동기 발전기(PMSG)
1). 동기발전기
① 3상 동기발전기 원리
② 동기속도
③ 유기 기전력
2). 영구자석
① Alnico 자석(주조자석)
② Ferrite 자석(소결자석)
③ 희토류 자석
④ 본드 자석
⑤ 고무자석
⑥ NdFeB 자석의 특성
⑦ NdFeB 자석의 B-H curve 특성
3). 발전기 Type 15
① Axial-flux machine
② Transversal-flux machine
③ Radial-flux machine
4). 발전기의 구동 방식
① Geared 방식
② Gearless 방식
5). 발전기의 여자 방식
① 권선형 여자 방식
② 영구자석형 여자 방식
③ 여자 방식 비교
6). Rotor 구조
① SM rotor design
② RM rotor design
③ PS rotor design
④ 각 Rotor 구조의 비교
7). 권선 방법
① Slot winding
② Air gap winding
③ Single-core winding
8). FEM simulation
① 상세 설계
② 설계 사양
③ 실제 Simulation 설계 (maxwell V.11 사용)
3. 해상용 풍력발전의 시장 추세
1). 전 세계 해상용 Wind Farm 설치 현황
2). 각국의 초대형 해상풍력 발전기 개발 현황
3). 국내 풍력발전기개발 현황
4). 세계 Top 10 기업의 풍력발전기 시장 점유율
4. 요약 및 결론
1). 해상용 풍력발전
① 용지확보 용이
② 해상의 바람
③ 고속화, 대형화 가능
④ 소음 공해 방지와 관광지 효과
2).직접 구동형(Direct-drive) 영구자석 동기 발전기
① Radial-flux machine
② Gearless 방식
③ NdFeB 자석 사용
④ 영구자석 여자방식
⑤ SM rotor design
⑥ Slot winding
⑦ NeFeB 자석의 B-H curve 특성
3).결론

<참고 문헌>

본문내용

1. 서론
1) 기술 현황
① 국외 기술 현황
국외의 풍력발전 사업은 1980년대 초부터 미국·유럽을 중심으로 각국 정부의 적극적인 지원으로 풍력발전 시스템의 제작 기술이 급속하게 발전함으로써 2004년도 현재 전 세계적으로 설비용량 47,912 MW 정도가 보급되고 있으며, 최근 5년 동안의 누적 용량기준 성장률은 28%로써 에너지 분야에서 가장 높은 성장률을 나타내고 있다.
외국의 풍력발전 기술은 기술개발의 속도가 매우 빨라 발전단가가 지속적으로 낮아질 전망이며 보급시장이 급신장할 것으로 보이나 설비의 공급과 기술은 독일, 덴마크 등의 소수의 업체가 주도하고 있으며, 최근 미국의 일부 업체가 가세하고 있다. 유럽의 경우, 풍력설비의 기술은 불과 10여 년 전에 소규모의 독립 설비 제작사로 출발하여, 현재 해상용 대형 풍력발전기가 Enercon사의 4.5 MW, NEG-Micon사의 4.2 MW, GE-Wind사의 3.6 MW, Nordex사의 5.0 MW, Repower사의 5.0 MW급 등이 개발되고 있거나 개발되어 현장에서 시험 중이며, 대체에너지 개발 사례 중 가장 성공한 경우에 속한다.
향후 전세계 풍력발전기 보급 규모는 2014년에 234.9 GW의 규모가 될 전망이며, 세계시장 규모는 2005년에 57.66 억불에서 2012년 1970 억불로 예상되고 있다. 특히, 유럽의 해안과 내륙에서는 향후 3～4년 내에 풍력발전 입지가 소진될 전망이어서 최근에는 해상설비를 위한 기술개발과 입지확보에 치열한 경쟁을 보이고 있다.
설비의 기술개발 혹은 공급을 주도하고 있는 산업체(시장 점유율 1% 이상)는 10개 업체로서 덴마크와 독일, 네덜란드 등의 소수 유럽 회사가 기술을 주도하고 있는 실정이다. 향후 시장 주도 업체는 Vestas, Enercon, Gamesa(스페인), Siemens, GE-Wind가 될 전망이며, 이들 업체는 향후 아시아 시장, 특히 인도와 중국, 한국을 겨냥하여 적극적으로 진출할 것으로 예상된다.

참고자료

· 없음