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풍력발전기모형

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저작물명: 풍력발전기모형

저작(권)자: 저작자 미상 (저작물 2267374 건)

출처

이용조건

공표년도

창작년도: 2015-01-23

분류(장르): 사진
UCI 로고

요약정보: <정의> 풍력발전기의 모형이다. 자연의 바람으로 풍차(風車)를 돌리고‚ 이것을 기어기구 등을 이용하여 속도를 높여 발전기를 돌리는 발전 방식. <발달과정/역사> 대용량의 풍력발전은 풍차 크기가 커지고‚ 폭풍 때의 대책 등에 어려운 문제가 따르는데‚ 미국에서는 1‚000 kW를 넘는 것도 있다. 현재 643 MV 상당의 풍차를 보유한 독일은‚ 94년에 발전능력을 배가시키며 대체에너지로 실용에 박차를 가하고 있다. 풍력 발전기는 발전기라서 늘 비슷한 속도로 움직여야 한다. 그리고 실외에 바람을 맞게 설계하기 때문에 비교적 튼튼한 날개를 만든다. 풍력 발전기는 바람이 적게 불면 날개 기울기를 높여서 날개에 바람이 많이 받게 하고‚ 많이 불면 기울기를 낮춰서 바람이 적게 받게 한다. 그리고 바람 방향이 바뀌면 알아서 풍차의 방향을 바꾼다. 즉‚ 너무 넓게 많은 날개를 사용하면 만들기도 힘들고‚ 무겁고‚ 조절이 힘들다. <일반적 형태 및 특징> 바람의 에너지를 이용한 발전을 풍력발전이라 한다. 풍차를 이용해 발전기를 구동하는 것이 보통이지만‚ 풍력으로 이온을 추진하는 직접발전 방법도 있다. 풍차로서는 수평축 형태의 프로펠라형 풍차와 수직축 형태의 다리우스형 풍차가 흔히 쓰인다. 대규모 전력계통에 접속되는 것부터 외딴 섬과 산간 벽지 등의 독립 소전원까지 폭넓게 이용된다. 수직축인 다리우스형은 캐나다에 지름 26m‚ 높이 40m‚ 출력 200㎾의 예가 있다. 풍력은 시간적 변동이 크므로 특히 독립 전원으로 쓰이는 경우는 축전지를 충전하는 등의 저장이나 다른 발전 방식과 조합해야 한다. 우리나라에서도 국제화 시대에 발맞추어 지국 환경보호에 범 국가적 차원에서 전략적으로 참여하여 대체 에너지 개발 등 활발한 정책개발을 하고 있다. 선진국(미국‚ 독일등)의 현 System의 Wind Technology는 단일 Rotor Turbine으로 모든 발전 System이 철탑상부의 발전실에 수용되어 다음과 같은 문제점과 불완전 시설이나 본 풍력발전 System은 복합입력 풍력발전 System(Multi-unit Rotor Blade System Integrated Wind Turbine)으로 보조 및 주 Rotor Blades로 구성되었고‚ Gear 장치를 제외한 모든 시설은 지상철탑 내부에 고정설치 할 수 있다. 구조적 취약점: 모든 장치가 철탑상부에 수용되어있어 첫째 풍향이 바뀌면 Active Yaw Control 장치의 추가시설과 동력이 필요하다. 발전기가 풍향에 따라 회전하기 때문에 출력선 및 제어선이 꼬일 수 있다(Twist). 기체역학적 취약점: 풍력발전 System이 대형화할수록 Rotor Blades 의 Tip Speed 제한성(65 ∼ 95 m/s) 때문에 저속회전으로 주 Rotor Blade의 회전 Hub 영역은 기체 역학적 Dead Zone이 발생하여 System 효율이 감소된다. 발전기를 풍속에 관계없이 일정한 속도로 회전시킬 필요가 있으므로‚ 풍속에 따라 풍차날개의 기울기를 바꾸는 등의 제어를 해야 한다. 바람이 없을 때는 발전할 수 없으므로‚ 정전되는 것을 피하기 위해 축전지나 디젤 발전기도 같이 설치해 두는 경우가 많다. 다만 이 경우는 직류발전이 되는데‚ 그 용량은 수십 W에서 수십 kW 정도이다.