인접한 조류발전용 수직축 터빈의 배치방식에 따른 성능 변화

이정기; 현범수

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이정기 (한국해양대학교) 현범수 (한국해양대학교)

저널정보: 한국해양환경·에너지학회 한국해양환경·에너지학회지 한국해양환경·에너지학회지 제19권 제2호

발행연도: 2016.5

수록면: 151 - 158 (8page)

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조류발전단지는 유망한 해역에 터빈을 복수로 다배열하여 발전하는 시스템을 말한다. 이러한 단지는 각 터빈이 최대 효율로 작동하고, 최대 발전량을 얻을 수 있도록 설계되어야 하는데, 이를 위해서는 터빈 사이의 간섭으로 인한 성능 저하가 발생하지 않도록 터빈은 일정 거리를 두고 배치되어야 한다. 수평축 터빈의 경우 EMEC(European Marine Energy Centre)에서 배치거리를 제안하고 있으나, 수직축 터빈은 그러한 규정이 제안된 바 없다. 여러 연구 결과들에 따르면 수직축 터빈이 인접할 경우 성능의 향상까지 도모될 수 있으므로, 그 배치는 수평축 터빈보다 더욱 중요하게 검토될 필요가 있다. 본 논문에서는 수직축 터빈에 대하여 수평축 터빈과 같이 일정 거리를 두고 배치하는 것과 터빈을 인접하도록 배치하는 것과의 차이를 조사하였다. 이를 위해 두 터빈간의 거리와 회전방향을 파라메터로 하여 그에 따른 성능 차이를 수치해석적으로 연구하였고, 그 이유를 파악하고자 하였다. 본 연구를 통하여 가장 적절한 수치해석 영역과 조건을 설정할 수 있었으며, 인접한 두 터빈이 각각 반시계-시계방향으로 회전하는 것이 단독 터빈 2기 대비 약 9.2%의 성능 향상이 예측되었다. 터빈이 대각으로 배치된 경우는 최대 약 5.6%정도 성능이 향상됨을 확인하였다. 본 연구는 수직축터빈을 이용한 조류발전단지를 설계시 유용한 정보가 될 것으로 기대된다.

#Vertical-axis turbine(수직축터빈) #Tidal farm(조류발전단지) #Multi-arrayed turbine(다배열 터빈) #Interaction(상호작용) #Rotational direction(회전방향)

참고문헌 (9)

참고문헌 신청

Dabiri, O.J., 2011, “Potential order-of-magnitude enhancement of wind farm power density via counter-rotating vertical-axis wind turbine arrays”, J. Renew. Sustain. Energ., Vol. 3, 043104.

EMEC, 2009, “Assessment of Tidal Energy Resource - Marine renewable energy guides”, the European Marine Energy Centre (EMEC).

Hyun, B. S. et al., 2012, “Tidal Stream Energy Research”, Final report, Tidal Stream Energy Research Center.

Hyun, B. S. and Lee, J. K., 2013, “Hydrodynamic aspects on three-dimensional effects of vertical-axis tidal stream turbine”, J. Korean Soc. Mar. Environ. Energy, Vol. 16, No. 2, 61-70.

IEC, 2005, “Wind turbines - Part 1: Design requirements (IEC- 61400-1)”, Committee Draft, International Electrotechnical Commission (IEC).

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