10 kW급 수평축 풍력 터빈 로터 블레이드의 공력 설계

Abstract

10 kW급 수평축 풍력 터빈의 로터를 개발하기 위해 블레이드의 공력 설계 절차를 체계적으로 연구하고 실행하였다. 운동량 이론과 깃 요소법에 근거한 역 설계 방법을 확립하고, 이를 이용하여 주어진 공력 분포에 따른 근사 최적 형상을 설계하였다. 설계된 형상은 공군사관학교의 풍동에서 검증되었고, 본 설계를 통하여 실제로 제작된 로터로부터 실측 데이터를 취득하여 비교하였다. 본 연구를 통하여 저자들은 풍력 터빈 블레이드의 설계 방법에 대한 체계적 기술을 축적하고, 나아가 같은 방법을 중대형 시스템으로 확장하기 위한 기술적 노하우를 취득하였다. The procedure for the aerodynamic design of the rotor blades for 10 kW-level HAWT (horizontal axis wind turbine) has been investigated to be practiced systematically. The approximately optimal shape was designed using an inverse method based on the momentum theory and the blade element method. The configuration was tested in the wind tunnel of the Korea Air Force Academy, and the data was compared with those obtained from the real system manufactured from the present design. From this research, the authors established the systematic technolo for wind turbine blades, and set up the technical procedure which can be extended for the future design of middle and large sized wind turbines.