10 kW급 소형풍력터빈 시뮬레이션 해석 및 실측자료 비교연구

본 연구는 소형풍력터빈의 과풍속제어를 위한 펄링 시스템 최적화의 사전 연구로서, 시스템 최적화를 위한 시뮬레이션 모델의 정확도 검증을 위하여 수행되었다. 펄링 메커니즘이 적용된 풍력터빈 모델링을 위하여 NREL(National Renewable Energy Laboratory)에서 개발한 공탄성 해석 프로그램 FAST를 사용하였다. 시뮬레이션 수행에 필요한 공력해석 데이터는 블레이드를 구성하는 각 섹션들마다의 익형들을 기반으로 레이놀즈수에 따른 양력계수, 항력계수 등을 도출하여 블레이드 전체 공력 성능을 산출하였다. 또한 시뮬레이션에 필요한 바람은 NREL에서 제작한 TurbSim이라는 툴을 이용하여 3차원 바람장을 생성하였으며 풍속 생성에 필요한 난류강도는 NTM(Normal Turbulence Mode)에 따라 각 풍속 별 극한 난류강도를 적용하였으며 바람조건 변화에 따른 풍력터빈 거동 특성을 확인하였다. 시뮬레이션 모델의 정확도를 검증하기 위하여 펄링 메커니즘이 적용된 국내 A사의 10 kW급 풍력터빈의 발전량, 로터 회전속도, 발전기 토크를 실측하여 시뮬레이션 모델과 비교 검토 하였다.