[표지] 1
제출문 2
요약문 3
SUMMARY 4
CONTENTS 5
목차 6
제1장 과제 개요 10
제1절 동향 및 개발 개념 10
1. 동향 10
2. 개발 제품 개념 10
3. 예상 적용(활용)처 및 고객 12
제2절 과제의 필요성 12
1. 기술적 측면 12
2. 경제, 산업적 측면 13
3. 정책 / 공공·인프라 측면 14
제2장 목표 및 연구내용 16
제1절 최종목표 16
1. 핵심 기술 16
2. 최종 성과물의 개요 17
3. 연구목표 및 내용 18
4. 추진전략 및 절차 19
5. 연구팀의 구성 20
제3장 연구 수행 실적 21
제1절 F-VAWT 적용 로터 기초 연구 21
1. 개요 21
2. 개념 설계 21
3. 격자 생성 23
4. 해석 결과 24
제2절 F-VAWT 연구 추진 전략 수립 29
1. 수직축 풍력발전 시스템 개발을 위한 핵심기술 분석 29
2. 연구추진 방법 41
제4장 결론 45
[뒷표지] 46
〈표 2-1〉 연구 목표 18
〈표 2-2〉 평가방법 18
〈표 2-3〉 추진 단계 및 절차 20
〈표 3-1〉 로터 형상별 치수 정보 22
〈표 3-2〉 로터 형상별 해석 결자계 정보 23
〈표 3-3〉 주속비별 회전수, Cp 24
〈표 3-4〉 로터 형상별 출력 계수 26
〈표 3-5〉 로터 기울기 적용 여부에 따른 로터 형상별 출력, 출력 계수 28
[그림 1-1] 중장기 연구 개획 11
[그림 1-2] F-VAWT 특성 및 LCOE 저감 요인 13
[그림 1-3] 한반도 주변 바람자원 - 바람자원의 90%가 심해에 위치 13
[그림 1-4] 부유식 특허 동향 13
[그림 1-5] 부유식 풍력발전 개발을 통한 조선 해양플랜트 산업 재활 14
[그림 1-7] 부유식 풍력 관련 정책, 기술, 인프라 여건 15
[그림 2-1] 초대형 F-VAWT 요소 기술 분석 16
[그림 2-2] F-VAWT 적용 로터 타입 17
[그림 2-3] 중장기 연구 전략(안) 17
[그림 2-4] 연구 전략 수립 방안 19
[그림 3-1] 부유식 수직축 풍력발전기 로터 형상 21
[그림 3-2] 해석 유동장 22
[그림 3-3] 해석 격자계 23
[그림 3-4] H-type 로터의 주속비별 출력 변화 24
[그림 3-5] H-type 로터 블레이드 출력 변화 25
[그림 3-6] 블레이드 위치별 힘 벡터 25
[그림 3-7] 로터 형상별 출력 변화 26
[그림 3-8] 모듈별 출력 비교 27
[그림 3-9] 로터 기울어짐 형상 28
[그림 3-10] 로터 형상별 출력 변화(기울기 10도) 28
[그림 3-11] 통합하중해석 플랫폼 구성도 30
[그림 3-12] 다물체 동력학 구조모델 예시 30
[그림 3-13] 수직축풍력발전기 시스템 해석을 위한 Engineering 공기역학 모델 31
[그림 3-14] 최적 TSR 추종 제어 32
[그림 3-15] 블레이드 피치 제어 32
[그림 3-16] 발전기 토크제어를 통한 Start-up 및 Shut-down 제어기법 33
[그림 3-17] WAMIT과 통합하중해석 플랫폼 연성기법 예시 33
[그림 3-18] 수직출 풍력발전기 로터 형태 34
[그림 3-19] 수직축 풍력발전기의 Azimuth 각도 별 받음각 및 Cp 변화 선도 35
[그림 3-20] 수직축 풍력발전기 전용 익형 35
[그림 3-21] 수직축 풍력발전기 적용을 위한 DU airfoil 설계 36
[그림 3-22] 로터의 Solidity에 따른 수직축 풍력발전기 시스템의 성능 곡선 36
[그림 3-23] 로터의 Aspect ratio에 따른 수직축 풍력발전기 시스템의 성능 곡선 37
[그림 3-24] 로터 면적에 따른 수직축 풍력발전기 시스템의 성능 37
[그림 3-25] 면적의 가로세로비에 따른 1kw 수직축 풍력발전기의 Re 수 및 로터 회전수의 변화 38
[그림 3-26] Guide vane을 적용한 수직축 풍력발전기 시스템 39
[그림 3-27] Flyweight을 적용한 VAWT의 수동 blade pitch 제어기법 39
[그림 3-28] VAWT의 블레이드 pitch 제어를 통한 발전량 증가 39
[그림 3-29] DTU에서 개발한 500kw 급 연구용 VAWT 모델 44