[고려대학교] 창의적기계설계 / A+ / 1차 Sketch Team Report

목차

Ⅰ. Introduction
1. 목표 분석

Ⅱ. Background
1. Turbine
2. Gear & Gear Box
3. Blade
4. Duct & Diffuser
5. Power Generator / Windmill
6. Wind turbine 작동 원리

Ⅲ. Brainstorming

Ⅳ. Sketch Design

Ⅴ. TA & Prof. Feedback

Ⅵ. Final Design

Ⅶ. Meeting Minutes

본문내용

A. 목표 분석
이번 Team Project의 목표는 “Harvesting Wind Power”로 풍력 터빈과 기어 박스를 설계하여 1, 4, 7, 10m/s의 Uniform flow condition에서 바람 에너지를 얻는 Wind Harvesting Device를 설계하는 것이다.
설계에 앞서 중점을 둬야 할 부분은 ①풍력 터빈과 ②기어박스, ③기타 보조 장치로 나눌 수 있으며, 풍력 터빈의 블레이드 형태와 Pitch angle 등을 중점으로 고려하여 설계하고자 하였다. 또한, 기어 박스 후면에 어떤 장치를 장착할 것인지 가정하여 감속비를 설계할 필요가 있었다.
따라서 기어비를 높여 상대적으로 고속인 입력 RPM에 비해 낮은 rpm으로 토크를 높이는 Windmill 방식과 기어비를 낮춰 출력 RPM을 증폭시키는 Wind Power Generator 중 전자인 Windmill 방식으로 가정하여 높은 감속비를 가지는 Speed Reducer를 설계하고자 목표를 정하였다.

A. Turbine
1. HAWT(Horizontal Axis Wind Turbine)
: 수평 축 윈드 터빈, 불어오는 바람의 방향과 터빈의 회전축 방향이 수평이다.
블레이드의 윗면과 아랫면의 압력차로 인한 Lift Force가 회전을 가능하게 하는 동인(動因)이다. 실제 적용 시 풍향과 풍속을 고려해 방위제어가 필요하며, 타워의 높이와 블레이드의 크기가 커질수록 Bending 및 하중에 취약해 붕괴할 위험성이 커진다.
실제 Wind Turbine case에서는 Meteorological Sensor와 Wind vane 등을 이용해 Pitch angle을 변화시키고 Yawing System을 조작하여 변화하는 풍속과 풍향에 대처할 수 있는 방위제어 시스템을 적용한다.

a) 종류
: HAWT의 경우, Blade의 개수(n)로 종류를 구분하였다.

참고자료

· 없음