Vol. 15, No. 2. pp. 142-149, May 2012
142
수직축 조류발전 터빈의 유체공학적 용량 산정기법 개발
이대형1·현범수2,†·이정기2·김문찬3·이신형4
1한국해양대학교 조류발전원천기술연구센터
2한국해양대학교 조선해양시스템공학부
3부산대학교 조선
· 해양
공학과4서울대학교 조선
· 해양
공학과Development of Hydrodynamic Capacity Evaluation Method for a Vertical-Axis Tidal Stream Turbine
D.H Lee1, B.S. Hyun2,†, J.K. Lee2, M.C. Kim3 and S.H. Rhee4
1Tidal Stream Energy Research Center, Korea Maritime Univ., Busan 606-791, Korea
2Div. of Naval Architecture & Ocean Systems Eng., Korea Maritime Univ., Busan 606-791, Korea
3Department of Naval Architecture & Ocean Eng., Pusan National Univ., Busan 609-735, Korea
4Department of Naval Architecture & Ocean Eng., Seoul National Univ., Seoul 151-742, Korea
요 약
다양한 축척을 갖는 조류발전용 수직축 터빈의 유속과 직경의 변화가 터빈의 유체공학적 효율에 미치는 영향을 수 치적으로 연구하였다. 수치해석은 직경 산정식을 사용하여 도출된 동일형상의 다양한 치수의 기준터빈에 대하여 수 행되었으며 유속과 직경 변화에 따른 효율의 차이에 대해 알아보았다. 해석결과 터빈의 효율은 레이놀즈 수 변화에 따라 체계적으로 증가하는 것을 확인하였으며, 이로부터 크기가 다른 동일형상의 터빈의 성능은 TSR(Tip Speed Ratio)과 레이놀즈수(Reynolds number)만의 함수로 표시할 수 있음을 알 수 있었다. 이상의 수치해석 결과를 이용 하여 수직축 터빈 초기설계단계에서 필요한 간편한 용량산정기법을 제안하고 유속, 직경, 터빈회전수 간의 상호관계 를 다양한 관점에서 도표화 하였다. 본 연구는 터빈용량 10 kW~300 kW 사이의 수직축 터빈 초기설계 시에 효과적 으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Abstract − This study deals with the investigation of the scale effect for the vertical-axis tidal stream turbine by evaluating the hydrodynamic efficiency of turbine rotors of different diameters at different flow con- ditions. Numerical analyses are made for the turbine rotors with a same shape, but different sizes obtained using the diameter evaluation equation suggested in this paper. It is shown that the performance of turbine is clearly dependent upon the rotor size and inflow velocity, i.e. Reynolds number dependency of different- scaled turbines showing better efficiency with increasing Reynolds number. The sudden decrease of effi- ciency is also noticed around the transition region of Reynolds number. The hydrodynamic capacity eval- uation method needed at initial stage of turbine design is suggested and exercised with some test cases. It is recommended that the method is expected to be useful for turbines with demanding powers between 10 kW and 300 kW.
Keywords: Tidal stream energy(조류발전), Vertical axis turbine(수직축 터빈), Reynolds number(레이놀 즈수), Scale effect(축척효과), Turbine diameter(터빈직경), Numerical analysis(수치해석)
†
Corresponding author: [email protected]
1. 서 론
수직축 조류발전 시스템은 흐름의 방향과 크기에 큰 영향을 받 지 않고 조류의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 매우 효과적 인 방법이다. Table 1에 주어진 대표적인 선행연구를 살펴보면, 강 등[2007]은 화력발전소의 해수방류수를 이용하기 위해 수평 배열 헬리컬 터빈시스템을 설치하여 현장시험을 수행하였고 성능시험 과정에서 나타난 문제점들을 분석하였다. 정 등[2009]은 2차원 RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes) 방정식을 이용한 비정상 유동해석을 통해 날개수 3, 4매를 가지는 고정피치 조류발전용 수 직축 터빈주위의 유동장을 효과적으로 모사할 수 있음을 확인하였 다. 또한, 한 등[2010], [2011]은 소형 H-다리우스(H-Darrieus) 터 빈의 설계변수에 대한 파라메트릭 스터디를 통하여 최적 설계변수 를 도출하고 헬리컬 터빈의 설계변수에 따른 성능변화에 대해 연 구하였다. Li 등[2010a]은 Twin-turbine 모델을 제안하여 두 개의 터빈의 이격 거리 및 방향에 따른 간섭효과가 성능에 미치는 영향 에 대해 연구한 바 있다. 이 등[2008]는 터빈 블레이드에 가변 피 치각을 적용하여 기존의 터빈에 비해 효율(C
P=0.36) 및 운용 특성 을 향상시킨 사이클로이달 터빈을 제안한 바 있다.
이러한 연구들을 통해 수직축 터빈의 유동 특성이나 유체역학적 성능은 파악할 수 있으나, 초기설계를 위해서는 해상환경에 부합되 는 터빈의 치수에 대한 적절한 정보가 필요하다. 이는 결국 요구발 전량에 부합되는 터빈의 치수가 신속하게 도출될 수 있어야 함을 의미한다. 수평축 터빈의 경우 발전량에 맞는 터빈의 직경을 산정 하는 식(김 등[2008])을 통해 도출함으로써 터빈의 치수를 제시한 사례가 있지만 수직축 터빈의 경우 그러한 식이 제안된 바 없고 터 빈 초기설계방법이 정립되어 있지 않아 요구발전량에 따른 터빈의 주요 치수를 예측하는 것이 용이하지 않다.
본 연구에서는 요구발전량에 적합한 터빈 직경을 도출하고 유속 과 직경의 변화에 따른 성능의 변화를 레이놀즈 수의 영향으로 고 려하여 다양한 축척과 유속에 대한 터빈의 성능변화에 대해 조사 하고자 한다. 문제의 단순화를 위하여 터빈의 형상은 고정하였으며, 이를 바탕으로 터빈 초기설계를 수행하는데 있어 필요한 유체공학 적 용량산정 기법을 제안하고자 하였다.
2. 수직축 터빈의 개요
수직축 터빈의 주요 설계변수는 터빈의 날개수(Z), 솔리디티 ( σ), 직경스팬비(H/D)가 있으며(한 등[2010]) 본 연구에서 채택 한 수직축 H-다리우스 터빈의 형상은 Fig. 1과 같다. 여기서 솔 리디티는 날개 회전면적에 대한 전체 날개면적의 비율로서 식 (1) 과 같다.
Solidity( σ) = (1)
여기서 c는 코드길이(Chord length)이다. 직경스팬비는 터빈 날개 의 스팬길이(H)에 대한 직경(D)의 비율을 의미하는 것으로 식 (2) 로 나타내었다. 터빈의 동력(Power)은 식 (3)과 같이 동력계수(C
P) 로 표시하는데 이는 터빈의 효율을 판단하는 중요한 무차원 수이 다. 수직축 터빈의 운용속도는 식 (4)와 같이 TSR(Tip Speed Ratio) 로 표시한다. 여기서 은 터빈의 반경(Radius)이다.
(2)
(3)
(4)
레이놀즈 수는 터빈에 유입되는 유속과 회전속도의 합과 터빈 날 개의 코드길이로 정의하며, v는 해수의 동점성계수이다.
Re = (6)
회전하는 터빈의 날개는 Fig. 2와 같이 자유유속(Free stream velocity) 과 회전속도(Angular velocity)에 의한 날개의 접선속도의 합으로 받음각(Angle of attack, α)을 받게 되고 위상각(φ)에 따라 Fig. 3 과 같이 받음각이 변하게 된다.
Zc πD ---
H/D Spanlength Diameter ---
=
C
PPower 1 2 ---ρV
3DH
--- Torque Ω ⋅ 1 2 ---ρV
3DH ---
= =
TSR λ ( ) RΩ --- V
=
V
2+ ( RΩ )
2c --- v Table 1. Summary of previous researches
Key research topics Kang et al. [2007] ·Field test of helical turbine
·Evaluation of field experimenal method Lee et al. [2008] ·Application of blade pitch control
·Analysis of cycloidal turbine Jung et al. [2009] ·Application of 2-D RANS model
·Detailed flow around turbine blades Han et al. [2010], [2011] ·2-D RANS model
·Parametric study for Darrieus turbine
·Further application to helical turbine Li et al. [2010] ·Use of twin-turbine model
·Interference effect among turbine rotors
Fig. 1. H-Darrieus turbine.
(5)
Paraschivoiu et al.[1988]은 TSR이 낮은 구간에서는 시간당 날 개의 받음각 변화가 심하여 동실속(Dynamic stall)의 영향이 있고 TSR 이 높은 구간에서는 터빈의 부가물(스트럿, 샤프트 등)에 의한
저항이 심한 구간(Secondary effect region)으로 표현하였는데, 이 는 터빈이 회전함에 따라 발생하는 와류진동(Vortex shedding) 및 후류 영향 등을 모두 포함하는 구간 특성을 나타내는 것이다. 받음 각의 변화는 터빈 날개 주위 유동현상을 심하게 바꾸는 것은 물론 날개단면에 따라 실속이 발생하는 받음각과 양항비가 변하기 때문 에 이러한 특성을 고려하여 터빈의 단면을 선정하는 것이 효과적이다.
3. 해석방법, 검증 및 대상 터빈 3.1 해석방법 및 검증
본 연구는 범용 수치해석 코드인 FLUENT를 이용하여 2차원 터 빈의 성능 해석을 수행하였다. H-다리우스 터빈은 날개끝에서 3차 원 영향이 존재하는 것은 사실이나 터빈의 스팬 방향으로 형상 변 화가 없기 때문에 상대적으로 3차원 영향은 그리 크지 않은 것으 로 판단하여 편의상 2차원으로 가정하여 해석을 수행하였으며(조 류발전원천기술연구센터[2010]) 스팬-코드비에 따른 날개의 3차원 영향에 대하여는 Li 등[2010b]의 해석결과를 바탕으로 보정하였다.
수치해석 기법은 정 등[2009]과 한 등[2010]이 적용한 방법을 바탕 으로 수행하였으며, 난류 모델은 회전체 유동해석시 정도가 높다고 알려진 k- SST 모델을 사용하였다. 해석시 유동영역이 천이영역을 일부 포함하기 때문에 Transition 옵션을 적용하였다.
격자생성은 Fig. 5와 같이 GAMBIT을 사용하였는데, 계산영역 은 터빈 전방과 측면으로 10D, 후방으로 20D로 충분한 거리를 주 었다. 경계조건은 터빈 전방과 측면 방향은 각각 유출입 조건으로 Velocity inlet 과 Pressure outlet 조건을 주었으며, 터빈 회전부의 경 계와 터빈 밖의 경계에는 Interface 조건을 주어 회전을 구현하였 다. 터빈의 회전을 구현하기 위하여 슬라이딩 메쉬(Sliding mesh) 기법을 사용하였고 y+는 난류모델에 적합하게 5이하가 되도록 구 조격자계(Structured mesh)로 구성하였다. 격자수는 일반적으로 회 전하는 로터 부근에 130,000개, 외부영역에 40,000개 정도로 하여 총 170,000개를 사용하였다. 격자의존도는 정 등[2009], 한 등[2010]
의 유사계산을 통하여 검증한 바 있으므로 여기에는 별도로 수록 하지 않았다. 또한, 슬라이딩 메쉬 기법을 이용한 선박용 프로펠러 의 성능 해석 시 time step당 회전각도를 5
o사용하는 점을 감안하 여 날개의 받음각 변화가 더 심한 수직축 터빈에서는 한 time step 당 회전각도를 2
o정하였다. 한 케이스 당 계산 시간은 4시간 정도
α tan
–1sinφ cosφ TSR + ---
⎝ ⎠
⎛ ⎞
=
Fig. 2. Angle of attack on turbine blade.
Fig. 3. Angle of attack with azimuthal angle
Fig. 4. Flow physics with respect to TSR.
Fig. 5. Grid system.
소요되었는데, 수렴여부는 날개수 3개인 터빈인 경우에 대한 Fig.
6 에서 보는 바와 같이 위상각 120
o평균동력계수의 변화량을 기준 으로 판단하였다.
유동해석 결과의 신뢰성을 확인하기 위하여 Klaptocz et al.[2007]
의 실험 및 2차원 계산결과와 비교하였다. 검증에 사용한 터빈은 날개수가 3개인 NACA 65
4-021 단면으로서 직경은 0.91 m, 코드 길이는 0.068 m이다. TSR=3.5일 때 터빈 1회전 동안의 위상각에 따른 동력계수는 Fig. 7과 같다. 본 계산 결과가 Klaptocz et al.
[2007] 의 실험값보다 조금 크게 예측되었으나 전체 위상각 범위에 서 전반적으로 잘 일치하는 것을 확인하였다.
3.2 대상 터빈의 선정
수평축 풍력터빈의 경우 김 등[2008]은 요구발전용량에 따른 직 경(D
H) 을 산정하는 식을 식 (7)과 같이 제안한 바 있다.
(7)
본 연구에서도 이와 유사하게 식 (8)과 같이 수직축 터빈의 직경
( D
V) 을 산정하는 식을 도출하였다.
(8)
이로부터 발전용량(Rated power, P
r), 유속, 동력계수, 스팬-직경비 ( H/D) 및 발전기(Generator) 효율(η)을 고려하여 직경을 산출할 수 있는데, 반복계산시 초기값으로 C
P는 0.4, η는 0.9로 가정하였다.
스팬-직경비의 경우 실해역 실험을 수행한 수직축 Kobold 터빈 실 물의 주요제원(Calcagno 등[2006])을 바탕으로 1.2로 정하였다. 이 를 토대로 100 kW급 수직축 터빈의 직경을 구하였고, 솔리디티 범 위에 따른 터빈의 성능변화에 대한 연구(조류발전원천기술연구센 터[2010])를 바탕으로 솔리디티를 0.085로 정한 후 그에 따른 코드 길이와 날개수를 정하였다. 본 연구에서 기준터빈으로 선정한 최종 터빈의 제원은 Table 2 및 Fig. 1과 같다.
4. 유속과 직경 변화에 따른 성능 변화 4.1 성능에 미치는 레이놀즈 수의 영향
요구동력과 수심, 설계유속이 정해졌을 때 가장 적합한 크기의 수직축 터빈을 선정하는 것은 초기설계 단계에서 매우 중요한 일 이다. 특히 조류발전단지를 개념설계 하고자 할 때 다양한 유속조 건에 적합한 터빈의 최적직경 선정은 무엇보다 중요하다. 이때 터 빈 직경과 유속의 변화에 따른 터빈 효율의 변화는 역학적 상사에 따르면 레이놀즈수의 영향으로 파악할 수 있다.
터빈 성능에 미치는 레이놀즈수의 영향을 파악하기 위해 형상이 동일하고 직경이 다른 두 터빈을 대상으로 레이놀즈수를 Table 3 과 같이 변화시켜 가면서 그 영향을 확인하였다. 레이놀즈수를 다 르게 하기 위해 유속과 각속도를 체계적으로 변경하였으며 그 결 과를 각각의 동일 TSR조건에서 비교하였다. Fig. 8을 보면 동일형 상의 터빈은 직경이 바뀌더라도 동일한 TSR과 레이놀즈수에서 동 일한 동력계수를 줌을 확인할 수 있다. 물론 조류속도가 바뀌게 되
D
H8P
rηC
PρπV
D3---
=
D
V2P
rηρV
3( H/D )C
P---
=
Fig. 6. Convergence history of power coefficient at TSR=3 (D=5.0 m).
Fig. 7. Power coefficient with azimuthal angle.
Table 2. Specification of standard turbine Designation Symbol
Blade section NACA 65
3-018
Number of blade Z 3
Diameter D(m) 5
Span-diameter ratio H/D 1.2
Span length H(m) 6
Solidity σ 0.085
Chord length c(m) 0.44
Table 3. Calculation conditions
Item Range
Re 2×10
5~4.5×10
6TSR 1.5, 3, 4.5
V (m/s) 0.16~2.5
Ω (rad/s) 1.875~18.75
면 레이놀즈수가 달라지므로 동력계수도 달라짐은 자명한 일이다.
레이놀즈수가 보다 작은 경우 동력계수가 급격히 작게 예측되는 것 을 볼 수 있는데 이는 터빈날개 주위의 유동이 층류 혹은 천이영역 에 해당되기 때문으로 보인다. 결국 본 터빈의 최대효율을 일정값 이상으로 유지하려면 터빈의 크기와 조류속도에 그에 합당한 한계 치가 설정되어야 함을 알 수 있다. 이로부터 동일 형상의 터빈 성 능은 다음과 같이 TSR과 레이놀즈수의 함수 만으로 표시하는 것 이 가능하다.
(9) 레이놀즈수 변화에 따른 한계유선과 압력분포를 위상각 88
o비
교한 Fig. 9를 보면 터빈 날개의 동일한 위상각에서 둘 사이에 상 당한 차이가 존재하는 것을 볼 수 있다. 이때의 날개 받음각은 18
o보통의 2차원 날개의 경우 실속현상이 일어날 가능성이 큰 각도이 다. 층류 혹은 천이영역에 해당하는 Fig. 9(a)에서 Fig. 9(b)보다 훨 씬 큰 유동박리 영역을 볼 수 있고 이러한 것이 효율의 차이로 표 현되고 있음을 알 수 있다.
Fig. 10 은 TSR에 따른 레이놀즈수별 동력계수를 쉽게 파악하기 위하여 변환시킨 그림이다. 수치해석한 범위내의 전 TSR 영역에 서 거의 동일한 경향으로 레이놀즈수의 영향이 나타나는 것을 확 인할 수 있다. Fig. 11은 터빈성능에 미치는 레이놀즈수의 영향을 정리한 그림이다. 터빈의 크기에 따라 동력계수가 0.1~0.2 정도까 지도 달라짐을 쉽게 확인할 수 있다. 즉, 다양한 용량과 크기의 터 빈 성능을 알기 위하여 레이놀즈수에 따른 성능변화를 살펴보는 것 은 터빈 설계자 입장에서 초기설계시 상당히 유용한 정보가 될 것 이다.
C
P= f TSR Re ( , )
Fig. 8. Effect of Reynolds number for two different sizes of turbine.
Fig. 9. Streamline and pressure contours at TSR=3 (φ=88
o).
Fig. 10. C
Pversus Re for various TSR.
4.2 조류속도 변화에 따른 용량산정
조류속도에 따른 레이놀즈수의 영향을 보다 쉽게 파악하기 위하 여 두 가지 직경의 터빈에서 해석을 수행하였고 직경이 작은 경우 와 큰 경우로 나누어 비교하였다. 용량산정시 설계조건은 조류속도
가 2.5 m/s 부근이고 TSR이 3 부근에서 작동하는 시스템으로 생각 하고 Fig. 12와 같이 성능차트를 구성하였다. 예측한 바와 같이 직 경 0.8 m에서 최대효율이 직경 5 m인 경우보다 동력계수가 0.1 정 도 작게 얻어지며, 최대동력은 각각 5 kW, 300 kW 까지 흡수할 수 있는 것으로 평가된다. 터빈 로터의 각속도가 낮아질수록, 즉 TSR 이 작아질수록 동력계수 선도가 좌측으로 거의 평행이동하고 있음 도 확인할 수 있다.
Fig. 11. C
Pversus TSR for various Re.
Fig. 12. Performance chart with respect to current velocity. Fig. 13. Performance chart with respect to turbine diameter.
4.3 직경변화에 따른 용량산정
정해진 조류속도에서 터빈의 크기에 따른 성능의 변화를 차트화 하는 것도 터빈을 초기설계하거나 조류발전단지를 조성하고자 할 때 참고가 되는 의미있는 작업이다. 따라서 조류속도가 1, 1,5, 2 m/s 인 세 가지 유속조건에서 터빈의 직경을 변화시켜 보았다. Fig. 13(a) 을 보면 각속도(즉 TSR)에 따라 최적의 동력계수를 보이는 직경의 범위가 명확히 구별 되는 것을 알 수 있다. 직경이 커질수록 설계 범위가 넓어지는 장점이 있으나 조류속도가 1 m/s에서는 직경이 6 m 가 넘는 터빈은 설계범위를 벗어나는 것으로 파악된다. 이러한 설계범위는 조류속도가 증가하면서 넓어져서 조류속도가 2 m/s인 Fig. 13(c) 에서는 직경이 12 m인 터빈도 선택 가능함을 볼 수 있다.
4.4 최적용량 산정
이상에서 임의의 해역에 대한 유역정보를 아는 경우 적합한 터 빈의 크기와 운전조건을 결정하는 방법을 소개하였다. 한편 터빈 설계자의 경우 특정 해역에서 목표로 하는 발전용량을 미리 가정 한 후에 유속조건에 맞는 최적의 터빈 직경을 산정하는 차트가 필 요할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 발전용량이 100 kW인 표준터빈 을 설계하는 경우를 가정하여 요구되는 선도를 도출하여 보았다. 터 빈의 운전점은 TSR=3으로 정하였다.
Fig. 14 는 Fig. 10, Fig. 11로부터 레이놀즈수와 터빈용량 사이의 관계를 도출한 것이다. 이로부터 100 kW의 동력을 산출하기 위하 여는 설계될 터빈의 레이놀즈수가 3.4×10
6부근이 되는 것이 적절 함을 알 수 있고, 레이놀그수의 정의인 식 (6)을 이용하여 Fig. 15 와 같이 조류속도와 최적직경 사이의 관계를 얻을 수 있다. 이를 보 면 조류속도가 1 m/s이하에서는 너무 큰 직경의 터빈을 요구하기 때문에 경제성이 현저히 감소함을 알 수 있다. 반면 조류속도가 4 m/s 정도로 커질 경우에는 직경 3 m의 터빈도 충분히 원하는 동 력을 제공할 수 있으나, 설계 TSR에 맞춘 최대효율제어를 위하여 는 터빈 회전수의 과도한 증가를 요구하게 되므로 진동관점에서 문 제를 야기할 가능성이 크므로 이런 부분까지를 신중하게 고려하여 직경을 선정해야 할 것이다.
이상과 같이 주어진 기준터빈에 대하여 유동조건에 따라 터빈의 직경을 산정하고 성능자료를 도출하는 방법을 제안하였다. 이는 선 박용 프로펠러의 초기설계시 계열자료를 이용하는 설계법과 유사 한 개념으로서, 본 논문에서 소개한 차트들은 터빈의 형상이 달라 지는 경우 사용에 제한이 있을 수 있다. 하지만 초기설계시 가장 중 요한 것이 해당 해역에 설치할 터빈의 직경을 산출하는 것이기 때 문에 날개단면이나 솔리디티 등과 같이 부수적인 성능개선 인자들 의 영향은 추후 상세설계 단계에서 충분히 반영할 수 있는 설계인 자로 본다면 초기설계 단계에서 본 용량산정기법의 효용성은 충분 히 크리라 판단된다. 다만 수직축터빈 1기의 용량이 300 kW 이상 이 되는 것은 구조진동측면에서 어려움이 예상되기 때문에 MW 규 모의 시스템을 설계할 경우에는 수평축 터빈을 택하는 것이 유리 할 것이다. 또한 본 연구에서 수행한 수치해석의 신뢰성 측면에서 볼 때 조류속도가 낮아지거나 터빈의 직경이 작아서 해당되는 터 빈의 레이놀즈수가 천이역에 속하게 된다면 정도상 다소의 문제가 있을 수 있으므로 본 차트를 이용할 때 주의가 필요할 것으로 사료 된다.
5. 결 론
조류발전용 수직축 터빈의 유체공학적 용량산정 기법을 개발하 기 위하여 수치해석을 수행하였고 다음과 같은 결과를 도출하였다.
(1) 슬라이딩메쉬 기법을 이용한 2차원 터빈의 유동해석을 통해 수직축 다리우스터빈의 직경산정을 비롯한 기준터빈의 제원을 도 출하였다.
(2) 다양한 터빈 직경과 조류속도에 대한 수치해석결과를 정리한 결과 터빈의 효율, 즉 동력계수는 TSR과 레이놀즈수에 따라 결정 됨을 확인하였다.
(3) 동력계수는 레이놀즈수 증가에 따라 증가하였으며 이상의 난 류영역에서만 정도의 비교적 큰 차이를 보였다. 층류 및 천이영역 에서는 그보다 훨씬 큰 차이를 보였으나 이는 정성적으로 의미있 Fig. 14. Reynolds number versus power.
Fig. 15. Current velocity versus diameter.
는 결과이나 정량적으로는 수치해석의 신뢰성 측면에서 추후 보다 깊이있는 분석이 요구된다.
(4) 조류속도와 터빈직경 각각의 변화에 따른 용량산정용 차트들 을 구성하여 설계조건의 다양한 변화에 대응할 수 있는 실용적인 설계도구를 구축하였다. 또한 발전용량이 주어진 경우 최적 터빈의 직경과 조류속도의 관계를 손쉽게 파악할 수 있는 방법을 제안하였다.
(5) 본 연구에서 제안하는 용량산정기법은 초기설계단계에서 효 용성이 크리라 판단된다. 다만 10 kW 미만의 터빈은 수치해석 상 의 불확실성으로, 300 kW 이상의 터빈은 구조진동관점에 취약한 수직축 터빈의 특성상 사용에 주의를 해야 할 것이다.
후 기
본 연구는 지식경제부의 재원으로 한국에너지기술평가원(KETEP) 의 지원을 받아 수행된 신재생에너지개발사업(NO. 20093021070010 및 NO. 20093020070020)의 일환입니다.
참고문헌
