풍력발전성능평가

소개

풍력발전

목차

1. 실험목표

2. 관련이론
1) 풍력의 원리
2) 풍력발전시스템 분류
3) 받음각과 양력계수
4) 주속비와 출력계수

3. 실험방법(실험장치 : CP-WS300)

4. 실험결과
1) 풍속발전 실험 데이터
2) 그래프

5. 고찰

6. 참고문헌

본문내용

1. 실험목표

고유가와 기후변화대응을 위한 기술 개발과 보급이 시급한 가운데 풍력을 비롯한 신재생에너지 설비에 대한 관심이 고조되고 있다. 특히 풍력발전은 차세대 재생에너지로서 세계적으로 가장 빠르게 성장하는 분야로 매년 크게 성장하고 있다. 이미 선진국에서는 풍력발전산업육성과 보급 확대를 위하여 정부차원에서 지원을 하고 있으며, 풍력발전 선도국가에서는 도입 의무화, 투자에 대한 안정된 수익보장 및 전력시장 장애요인 제거 등 정책적인 지원으로 보급 확대에 많은 노력을 가하고 있다. 이에 우리는 교육용으로 제작된 풍력 발전 실험 장치를 이용하여 풍력발전 시스템의 원리를 이해하고, 풍속에 따른 발전 특성을 이해하고자 한다.

<중 략>

- 그래프 분석
(1) 풍속이 빨라질수록 출력이 높아진다.
(2) 풍속이 빨라질수록 출력계수가 높아지는 경향을 보이기는 하나, 네 번째 실험에서 감소하는
경향을 보였다. 이론을 통해 분석을 해보겠다.
=> 베츠에 의하면 출력은 풍속의 세제곱에 비례한다. 관계식은 ()이다.
즉, 정리하면 이 된다. (D는 Rotor의 지름, 는 공기밀도, Cp는 출력계수이다.)
또한, 이 식을 정리해보면 풍속의 세제곱에 출력계수가 반비례하지만, 출력이 풍속에 비례하여 증가하기에 위와 같은 경향을 보일 수 있다.
출력계수와 로터 브레이드의 지름은 풍력발전기에 따라서 결정되는 값이다. 베츠에 의하면 Cp의 최대값은 0.59이다. 이것이 의미하는 것은 바람의 운동에너지 중에서 시간당 최대 59%까지 전기에너지로 바꿀 수 있다는 것이다. 여기에 풍력발전기 날개와 기계장치들, 전기장치의 효율을 고려하면 그 값은 더 낮아진다. 출력은 풍속의 세제곱, 로버의 지름에 제곱에 비례한다. 로터 브레이드의 지름은 풍력발전기에 따라 정해져 있지만 풍속은 지역과 지형, 계절에 따라서 변한다. 결론적으로 출력이 풍속의 세제곱에 비례한다는 것은 풍속이 10%로 떨어지면 출력은 30%로 떨어지는 것을 의미한다.

참고자료

· http://www.knrea.or.kr/energy/energy04.asp (한국신재생에너지 협회)
· http://cafe.naver.com/bonaenergy.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=189&(네이버 카페)
· http://cafe.naver.com/traveltrailer.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=419&(네이버 카페)
· 풍력터빈의 이해 (저자 : 황병선외 19인)