Design and Flow Analysis on the 1kW Class Horizontal Axis Wind Turbine Rotor Blade for Use in Southwest Islands Region

ABSTRACT This study is to develop a 1kW-class horizontal axis wind turbine(HAWT) rotor blade which will be applicable to relatively low wind speed regions in southwest islands in Korea. Shape design of 1kW-class small wind turbine rotor blade is carried out using a blade profile with relatively high lift to drag ratio by blade element momentum theory(BEMT). Aerodynamic analysis on the newly designed rotor blade is performed with the variation of tip speed ratio. Power coefficient and pressure coefficient of the designed rotor blade are investigated according to tip speed ratio. † 1. 서 론 우리나라 서남권 연안에는 다수의 섬들이 존재하며, 특히 신안군에는 1000개 이상의 섬이 분포하고 있다. 이 도서지역에서 72개의 섬은 주민들이 실제 거주하는 유인도이며, 지역주민들의 인구수는 해마다 감소하고 있지만, 생활수준이 향상되어 편익시설이 증가함에 따라서 전력사용량은 해마다 증가하는 경향을 나타내고 있다. (1,2) 또한, 최근에는 이 지역에서 생산되는 수산물의 부가가치를 높이기 위한 수산물 가공시설의 증설이 추진되고 있으며, 무인도를 포함한 도서지역의 관광자원을 개발하기 위한 지자체의 계획도 수립 중에 있기 때문에, 전력계통망이 연계되기 어려운 비교적 작은 규모의 섬들의 경우 디젤발전설비를 기본으로 하는 자가발전시설의 확충에 의한 더 많은 발전량의 요구가 예상된다. 그러나 이러한 도서지역에서의 매년 증가하는 전력사용량* 목포대학교 대학원** (주)디엔디이 *** 목포대학교 기계공학과† 교신저자, E-mail : ydchoi@mokpo.ac.kr에 대해서 디젤발전설비에 의한 전력공급은 그 한계가 존재하며, 전력계통망을 거주 인구수가 적은 도서지역까지 연계하기에는 실제적으로 막대한 설치비용으로 인한 현실적인 어려움이 존재한다.따라서 기존의 화석연료에 의한 발전시설과 더불어 최근 크게 활성화되고 있는 풍력 및 태양광 발전 등의 신재생에너지 자원을 함께 활용하는 복합발전시스템