• 제목/요약/키워드: Small Wind Turbine System

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소형풍력발전 블레이드용 복합재료의 피로수명 분포에 대한 확률론적 평가 (Statistical Distribution of Fatigue Life of Composite Materials for Small Wind-Turbine Blades)

  • 강기원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권10호
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    • pp.1281-1289
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    • 2011
  • 본 논문에서는 소형풍력발전시스템 블레이드 제작에 사용되는 복합재료의 피로수명 데이터에 대한 통계적 해석을 위하여 다양한 확률분포 모델의 적합성에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 삼축 유리섬유강화 복합재료를 대상으로 0$^{\circ}C$, 45$^{\circ}C$ 및 90$^{\circ}C$ 의 하중방향에 대한 인장시험을 실시하였다. 또한 상기의 하중방향에 대하여 4 수준의 피로응력준에서의 피로시험을 수행하였다. 이를 통하여 획득한 피로수명 데이터를 대상으로 1) 전체 적합성, 2) 끝단 적합성 및 3) 피로물리 일치성의 기준을 이용하여 2 모수 Weibull, 3 모수 Weibull, 정규 및 대수정규분포의 적합성을 평가하였다. 또한 피로수명의 분산에 대한 하중방향 및 피로응력의 영향 역시 검토하였다.

풍력발전기를 포함하는 전력계통에서의 신뢰도 기반 HVDC 확충계획 (Probabilistic Reliability Based HVDC Expansion Planning of Power System Including Wind Turbine Generators)

  • 오웅진;이연찬;최재석;윤용범;김찬기;임진택
    • 전기학회논문지
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    • 제67권1호
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    • pp.8-15
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    • 2018
  • New methodology for probabilistic reliability based grid expansion planning of HVDC in power system including Wind Turbine Generators(WTG) is developed in this paper. This problem is focused on scenario based optimal selection technique to decide best connection bus of new transmission lines of HVDC in view point of adequacy reliability in power system including WTG. This requires two kinds of modeling and simulation for reliability evaluation. One is how is reliability evaluation model and simulation of WTG. Another is to develop a failure model of HVDC. First, reliability evaluation of power system including WTG needs multi-state simulation methodology because of intermittent characteristics of wind speed and nonlinear generation curve of WTG. Reliability methodology of power system including WTG has already been developed with considering multi-state simulation over the years in the world. The multi-state model already developed by authors is used for WTG reliability simulation in this study. Second, the power system including HVDC includes AC/DC converter and DC/AC inverter substation. The substation is composed of a lot of thyristor devices, in which devices have possibility of failure occurrence in potential. Failure model of AC/DC converter and DC/AC inverter substation in order to simulate HVDC reliability is newly proposed in this paper. Furthermore, this problem should be formulated in hierarchical level II(HLII) reliability evaluation because of best bus choice problem for connecting new HVDC and transmission lines consideration. HLII reliability simulation technique is not simple but difficult and complex. CmRel program, which is adequacy reliability evaluation program developed by authors, is extended and developed for this study. Using proposed method, new HVDC connected bus point is able to be decided at best reliability level successfully. Methodology proposed in this paper is applied to small sized model power system.

광섬유 브레그격자 센서를 이용한 풍력발전기 날개의 모드 해석 (Modal Analysis of Wind Turbine Blade Using Optical-Fiber Bragg-Grating Sensors)

  • 김창환;백인수;유능수;남윤수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권5호
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    • pp.513-516
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    • 2011
  • 소형 풍력발전기 날개의 동적 거동에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 날개를 따라 배열된 광 브레그 격자 (Fiber Bragg Grating) 센서를 이용하여 날개 표면에서의 변형률(strain)을 측정하였다. 충격 햄머 실험 (Impact Hammer Test)을 통하여, 1차 및 고차 모드의 공진주파수를 측정하였다. 광섬유 센서를 이용한 실험결과를 스트레인 게이지를 이용한 실험 결과와 비교한 결과 모드 주파수는 매우 유사하였다. 하지만, 광섬유 센서의 경우 스트레인 게이지에서 감지하지 못하는 모드를 감지할 수 있었다. 또한, 실험으로부터 얻은 변형률 모드를 이용하여 근사적으로 날개의 변위 모드를 추정하였다.

부조일에 따른 독립형 태양광 풍력 복합발전 시스템에서 전기저장장치의 경제성에 관한 연구 (A Study on the Economic of Electrical Storage Device of Stand Alone PV/Wind Hybrid System Based upon Sunless Days)

  • 최병수;김재철
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제26권3호
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    • pp.16-23
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    • 2012
  • This paper relates to a study on the economic of electrical storage device for supplying power in sunless days, in the stand alone PV/Wind hybrid system, which it is applied to separate houses. In a photovoltaic/wind hybrid power system used in a separate house, when only the battery is used in sunless days, the capacity of the battery is become larger. For example, as in recent days, if cloudy days are frequent due to anomaly climate, it is difficult to supply power stably by only the battery based upon pre-estimated sunless days. Accordingly, in order to supply stably power of new renewable energy such as solar to any separate houses, it is preferable to reduce the capacity of battery by decreasing the number of sunless days when estimating the capacity of battery and to drive the small generator for compensation of the power shortage.

초음속 터빈의 축방향 간격에 따른 유동 특성에 대한 실험적 연구 (An experimental study on the flow characteristics of a supersonic turbine as the axial gap)

  • 조종재;김귀순;김진한;정은환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.100-105
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    • 2005
  • 본 연구에서는 초음속 충동형 터빈의 유동특성을 알아보기 위해 소형 초음속 풍동을 설계하였으며 Single pass Schlieren system을 이용하여 유동을 가시화하였다. 실험은 2차원 초음속 노즐과 익렬을 조합하여 노즐-익렬 간극에 따라 실시하였다. 실험을 통해 유동을 가시화하고 익렬 내부의 압력을 측정하였다. 그리고 이를 통해 충격파를 포함한 복잡한 유동 형태와 노즐-익렬, 충격파-경계층 상호작용 등, 초음속 충동형 터빈의 유동측성을 관찰할 수 있었다.

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미끄럼 격자를 이용한 HAWT 시스템 주위의 비정상 유동장 해석 (Unsteady Flow Analysis Around a HAWT System Using Sliding Mesh Technique)

  • 이치훈;김상곤;조창열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.201-209
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    • 2011
  • NREL Phase VI 수평축 풍력터빈 주위의 3차원 유동에 대하여 미끄럼 격자 기법을 사용한 비정상 RANS 해석을 수행하였다. 블레이드/타워의 간섭영향을 해석하기 위하여 로터단일과 로터/타워/나셀의 2가지 해석 모델을 구축하였다. 로터/타워/나셀의 해석 결과를 NREL의 실험데이터와 비교하여 CFD 해석모델의 유용성을 확인하였다. 두 모델에 의한 해석 결과의 비교를 통하여 비록 상풍형 풍력터빈으로서 작기는 하지만 타워/나셀의 영향이 확실히 나타나는 것을 확인하였다. 다른 가시화 결과와 토크를 포함한 적분 공력하중 등도 구축한 CFD 모델의 비정상 유동해석 능력이 효과적임을 보여주고 있다.

An Experimental Study on the Flow Characteristics ofa Supersonic Turbine Cascade as Pressure Ratio

  • Cho, Jong-Jae;Jeong, Soo-In;Kim, Kui-Soon;Lee, Eun-Seok
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제5권2호
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    • pp.9-17
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    • 2004
  • In this paper, a small supersonic wind tunnel was designed and built to studythe flow characteristics of a supersonic impulse turbine cascade by experiment. Theflow was visualized by means of a single pass Schlieren system. The supersoniccascade with 3-dimensional supersonic nozzle was tested over a wide range ofpressure ratio. Highly complicated flow patterns including shocks, nozzle-cascadeinteraction and shock boundary layer interactions were observed.

초음속 터빈 익렬의 유동특성에 대한 실험적 연구 (An experimental study on the flow characteristics of a supersonic turbine cascade)

  • 조종재;정수인;김귀순;박창규
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.1732-1737
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    • 2004
  • In this paper, a small supersonic wind tunnel is designed and built to study the flow characteristics of a supersonic impulse turbine cascade. The flow is visualized by means of a single pass Schlieren system. The supersonic cascade with 3-dimensional supersonic nozzle was tested over a wide range of nozzle installation angle. Highly complicated flow patterns including shocks, nozzle-cascade interaction and shock boundary layer interactions are observed.

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An experimental study on the flow characteristics of a supersonic turbine cascade

  • Cho, Jong-jae;Jeong, Soo-in;Kim, Kui-soon;Lee, Eun-seok
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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    • pp.807-812
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    • 2004
  • In this paper, a small supersonic wind tunnel was designed and built to study the flow characteristics of a supersonic impulse turbine cascade by experiment. The flow was visualized by means of a single pass Schlieren system. The supersonic cascade with 3-dimensional supersonic nozzle was tested over a wide range of pressure ratio. Highly complicated flow patterns including shocks, nozzle-cascade interaction and shock boundary layer interactions were observed.

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익렬 위치에 따른 초음속 터빈의 유동 특성에 대한 실험적 연구 (An experimental study on the flow characteristics of a supersonic turbine with the cascade positions)

  • 조종재;김귀순;정은환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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    • pp.265-271
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    • 2007
  • 본 연구에서는 자체 설계한 소형 초음속 풍동을 이용하여 초음속 충동형 터빈의 유동 특성을 살펴보았다. 터빈 익렬 위치에 따른 초음속 터빈 내부의 유동 특성을 파악하고 확산 손실이 발생하는 특성을 알아보기 위해 터빈 익렬 위치를 조절해가며 2차원 초음속 노즐과 익렬을 조합하여 실험을 실시하였다. 터빈 익렬 내부의 유동 가시화를 위해 Z-type 슐리렌(Schlieren) 시스템을 사용하였으며 압력변환기와 압력스캐너를 이용하여 터빈 익렬 내부의 정압력과 익렬 후류의 전압력을 측정하였다. 이러한 일련의 실험을 통해 충격파를 포함한 복잡한 유동 형태와 유동박리, 충격파-경계층 상호작용 등을 관찰할 수 있었으며 터빈 익렬 위치에 따른 터빈 내부의 유동 특성을 파악할 수 있었다.

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