풍력발전 실험

소개글

풍력발전 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적

2. 기초이론

3. 실험방법

4. 실험결과

5. 오차분석 및 고찰

본문내용

갈수록 로그형상을 따라 속도가 높아지므로 지표면에서부터 가능한 높이 설치하는 것이 유리하다. 그러나 수직축 풍력발전기는 지표면에 건설해야 하므로 상대적으로 낮은 속도에서 운전을 하게 되는 단점이 있고 재료가 많이 들어서 건설비용은 상승한다. 저 풍속에서도 발전을 할 수 있으나 발전량이 적어서 이러한 형태의 수직축 풍력발전기는 소형으로 장식용이나 전시용으로 사용할 수는 있겠다. 따라서 수직축 풍력발전기는 수평축 풍력발전기에 비해 증속기 및 발전기를 지상에 설치함에 따라 설치 면적이 넓고 건설비가 많이 들기 때문에 경제성을 확보하기 어렵다. 또한 캐나다 및 미국 SANDIA에서 십 수 년 전에 이미 수직축 풍력발전기를 실험한 결과 효율이 수평축 풍력발전기에 비해 값이 3배내지 4배 적어 경제성이 없다.
미국 해양대기관리처(NOAA) 등의 기상관측 자료를 종합한 결과 800m 높이의 바람이 발전에 가장 알맞다는 결론을 냈다. 바람의 세기는 고도에 따라 다르다. 발전소 건립 예정지의 경우 고도 80m에서 부는 바람의 평균속도는 4.6m다. 이 바람으로 ㎡당(연의 면적) 58W의 발전이 가능하다. 그러나 고도 800m에서는 바람의 속도는 초속 7.2m로 ㎡당 205W의 전력을 생산할 수 있다. 기존 타워형 풍력발전기의 높이는 기껏해야 지표에서 100m 정도다. 연을 활용하면 훨씬 더 높은 효율을 낼 수 있다는 주장이다. ‘연 발전소’는 공사기간이 짧고 비용도 덜 먹힌다.
카이트젠은 낙하산 모양의 큰 연을 800m 상공에 띄워 연이 당기는 힘으로 발전 모터를 돌린다. 풍력발전 터미널에 설치된 높다란 장대에 연을 매달아 대형 팬으로 인공바람을 일으켜 연을 띄운다. 그 다음 자연바람으로 연을 날리는 방식이다. 풍속에 따라 줄을 풀고 감기를 반복하는 ‘요요식’ 발전을 한다. 줄을 감을 때는 연 양쪽에 매단 줄 가운데 한쪽만 풀어준다. 그러면 연이 옆으로 서기 때문에 바람의 저항이 줄어든다. 줄을 감을 때 필요한 에너지는 발전할 때의 20분의 1이면 된다. 연과 지상 터미널에는 바람의 강도를 측정하는 센서가 있다.
‘카이트젠 리서치’는 2006년 풍력발전 프로토 타입인 ‘KSU1’을 제작해 고도 800m에서 시험 발전을 했다. 초속 4.5m의 바람에서 KSU1은 5㎾~30㎾를 발전하는 데 성공했다. 이 회사는 포도주 산지로 유명한 이탈리아 아스티 지역에서 연말까지 30~60㎾급의 ‘연 풍력 발전소’를 세울 예정이다.

키워드

풍력발전,   풍력발전효율,   유체실험,   풍력발전기