풍력터빈의 출력 성능에 대한 실험적 연구

초록

현재 가장 쉽게 얻을 수 있고, 값이 저렴한 오일은 1970년대 세계에너지 비중에서 40%이상을 차지한 이후로 2010년 석탄과 비슷한 30%대의 에너지 비중을 차지하고 있다. 세계 에너지 정책이 지향하는 CO2 저감 차원에서 화석에너지 대체자원으로의 풍력은 높은 효율로 차기 대체에너지 자원으로의 가능성이 충분하다. 본 논문은 가파른 성장세를 보이는 소형 풍력터빈을 설계하고, 실험과정을 거쳐 고효율의 풍력터빈을 제작함을 목표로 하고 있다. 여기서 사용되는 날개(Blade)의 익형(Airfoil)은 FX 63-137로 낮은 레이놀즈수(Low Reynolds numbers)에서 작동영역을 갖는 특성을 가지고 있다. 실례로 참고문헌 (1)에서 보이는 것처럼 FX 63-137 익형이 Eppler E387 보다 낮은 레이놀즈 범위(Re=100,000~ 500,000)에서, 최대 양항력비(Lift /Drag coefficient)가 더 높게 나타남을 알 수 있다. FX 63-137 익형 모형으로 설계된 최초의 풍력터빈은, 터빈 허브쪽에 인접한 날개 면적을 시킨 풍력 터빈과 비교하게 된다. 여기서는 각 풍력터빈의 성능을 주속비 기준으로 성능계수를 나타내었다.