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공기유동장치를 가진 풍력터빈

전문가 제언: ○ 이 특허기술은 풍력터빈의 입구와 전단부에서 공기흐름을 효율적으로 운용하고 증감시켜 발전량을 최대화할 수 있도록 이상적인 공기 흐름 형성을 위한 장치에 관한 것으로, 그 구조와 설계에 있어 수직 축 풍력터빈(VAWT) 특성을 가진 공기유동장치이다.

○ 공기유동은 바람의 진행방향 정면에서 바람을 전면 개방한 입구와 도중에 분기하고 양쪽에서 바람을 도입하는 측면 개구부를 가질 수 있고, 입구에는 방진 및 방충, 방조를 위한 철망이 구성될 수 있다. 덕트 본체 내부는 개방형으로 유선형상이 상승되는 형상으로 구성된 정류판의 상하 2실로 구획 설계될 수 있다. 그 위쪽의 구획 내에 풍속 주행 시 바람을 받아 회전하는 크고 작은 회전날개와 함께 회전축과 연결된 발전기가 설치되고, 이 회전날개의 회전에 의해 전력을 얻도록 설계 구성되어야 한다.

○ 공기입구인 덕트 본체의 정면입구는 공기 유통로로 출구의 1.5배, 중간부분보다 2배 이상 커야 한다. 즉, 공기 유통로는 공기입구에서 중간부문으로 협착되다가 공기 배출구를 향해 점차 확장되는 벤츄리 형상으로 설계?구성되어야 한다. 구멍보다 유입된 풍량이 압축된 상태에서 회전 날개의 작용으로 더욱 풍압을 높일 수 있다. 또한 여러 회전날개가 공기유입에 대해 직렬로 배치되어 있을 경우 풍속이 증가하여 발전기를 효율적으로 회전시킬 수 있다.

○ 발전장치에 고출력 발전의 목적을 달성하려면 유선형 형상, 정상류적인 발상에 의지할 필요는 없다. 공기유동장치는 해석이 용이한 유선형 형상, 정상류를 기초로 하되 비유선형 형상, 비정상류도, 안정된 흐름을 실현할 수 있고, 내부흐름의 유속을 종래의 흐름보다 증가시켜 공기유동의 개선을 증가시키는 새로운 형상의 공기유동장치를 제시하고 있다.

○ 비유선형 형상(Bluff-body), 비정상류를 응용한 유동증가장치는 아직 상용화하기 어려운 상황이다. 이는 박리와 난류형상 이외에도 형상박리가 발생되기 때문에 개발응용이 어려워 연구가 더욱 필요하다.

저자: WOJNAR, Sebastian
자료유형: 특허정보