소형풍력발전기최종보고서

소개

I. 제목
소형풍력발전기의 이론적 ‧ 실험적 연구

II. 과제 요약
이번에 공학과제로 수평형 풍력발전기를 계획, 설계, 제작하고 거기에 알맞은 실험환경을 설정하여 결과를 내었다. 수평형 풍력발전기는 현재 널리 사용되고 있고 육상, 해상 등에서 대형 시스템으로 운용되고 있다. 이번 공학과제에서는 블레이드 개수에 따른 각종 데이터를 산출하여 효율을 연구해 봄으로써, 단점을 보완하고 효율성을 조금 더 높이기 위한 계획을 세워서 실험해 보았다. 실험의 용이성을 위해 블레이드 교환식으로 수평형 풍력발전기를 직접 제작 하였으며, 동일한 환경에서 가능한 가장 정확한 데이터를 산출하기 위해서, 동일한 재료와 크기, 그리고 날개 형상의 제작에 중점을 두었다. 2블레이드, 3블레이드, 4블레이드의 세 가지 블레이드를 제작을 하였고 각각의 블레이드 개수에 대한 실험을 하고 결과 값을 도출하여 연구하였다.

목차

제 1장 서론
1.1 풍력발전의 정의
1.2 풍차의 기원과 역사 및 혜택
1.3 풍력발전기의 장점과 단점
1.4 풍력발전기의 종류와 구성요소
1.5 양력과 항력
1.6 풍력발전기의 작동원리와 입지조건
1.7 국내외 풍력발전의 현황

제 2장 풍력발전기의 이론적 연구
2.1 블레이드 개수
2.2 풍력발전 시스템의 효율
2.3 로터 설계
2.4 워킹 모델을 이용한 풍력 발전기 이론적 진동 해석

제 3장 수평축 풍력발전기 제작
3.1 제작할 수평축 풍력발전기의 날개 개수에 따른 3가지 모델
3.2 수평축 풍력발전기의 개략도와 도면
3.3 수평축 풍력 발전기의 재질과 사이즈
3.4 수평축 풍력 발전기 제작과정

제 4장 실험결과 및 데이터 분석
4.1 실험변수의 채택
4.2 실험결과 및 관계그래프

제 5장 결론과 느낀 점

본문내용

1.1 풍력발전의 정의.
-풍력발전기는 바람이 지니고 있는 에너지를 우리가 유용하게 사용할 수 있는 전기에너지로 바꿔주는 장치이다. 불어오는 바람은 풍력발전기의 풍차를 회전시키게 된다. 이때 생긴 날개의 회전력으로 전기를 생산하여 우리가 사용하게 되는 것이다. 구체적으로 풍력발전기는 날개, 변속장치, 발전기의 세 부분으로 구성되어 있다.

날개는 바람에 의해 회전되어 풍력에너지를 기계적인 에너지로 변환시키는 장치이다. 변속장치는 날개에서 발생한 회전력이 중심 회전축을 통해서 변속기어에 전달되어 발전기에서 요구되는 회전수로 높여서 발전기를 회전시킨다. 발전기는 날개에서 발생한 기계적인 에너지를 전기에너지로 변환하는 장치이다.

(1) 풍차의 발명
-바람의 힘을 이용해서 동력을 얻는 기계.
-바람의 힘을 기계적 에너지로 변환해서 발전.
-공기의 유동이 가진 운동 에너지의 공기역학적(aerodynamic) 특성을 이용하여
회전자(rotor)를 회전시켜 기계적 에너지로 변환시키고 이 기계적 에너지로
전기를 얻는 기술.

1.2 풍차의 기원과 역사 및 혜택
(1) 풍차의 기원
고대세계에서는 동력으로 먼저 인간의 손발의 힘이 사용되었던 것은 물론이다. 이윽고 지레, 쐐기, 나사, 활차, 윤축 등의 도구가 고안되어 인력을 확대하고 능률화하는데 도움을 주었다. 오리엔트에 대제국이 성립되자 전쟁포로나 노예의 대군을 강제로 사역함으로써 피라미드로 상징되는 대규모 공사까지도 할 수 있게 되었다. 이어서 당나귀나 소 등 견인동물이 쓰이게 되어 운반이나 양, 수곡물의 탈각, 제분된 광석의 분쇄 등에 힘을 발휘했다. 그 후에는 물이나 바람의 힘이 서서히 이용되기에 이르렀다.
(2) 풍차의 역사
오늘날 알려져 있는 가장 오래된 수차는, 우리에게 익숙한 형의 것과는 달라서 차축이 수직으로 선 것이었으며, 따라서 수차의 날개는 수평으로 회전하는 것이었다. 차축의 하단에 몇 개의 날개가 비스듬히 박혀 있어 이것이 물속에 잠겨 물줄기의 힘을 받아 회전하게 되어 있었다.

참고자료

· 없음