[기계설계] 파력발전장치 설계

소개글

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목차

1. 파랑에너지의 부존량 계산법

2. 파랑에너지의 변환 시스템

3. 파랑이용 시스템의 분류

4. 파랑에너지 흡수 기구

본문내용

다양한 방식이 제안되어 있으나, 여기서는 실용화되고 있는 진동수주형 공기터빈 방식의 파력발전장치를 중심으로 설명한다.
그림에 나타낸 것처럼 파랑 중에 바닥이 열린 공기실을 해면에 고정하면 파랑에 의해 공기실 내 수주는 상하로 진동하게 되며 공기실 상부의 공기는 진동수주의 운동에 따라 공기실 상부로 출입하게 된다. 이 고속 공기류 중에 공기 터빈을 설치하면 회전하게 되고 발전기를 접속시켜 발전하는 방식이다. 여기서는 공기 왕복류 중에서도 항상 한 방향으로만 회전하는 장점에 의해 널리 사용 되고 있는 웰즈터빈(Wells turbine)을 사용 하고 있다.
파고 H인 파랑이 공기실에 작용하여 기준수위로부터 y만큼 공기실내수주가 운동한다면 그 운동은 다음 식에 의해 근사적으로 나타낼 수 있다.
[식 2.1]
여기서 , a 는 공기실 면적과 공기터빈의 노즐(nozzle)면적의 비율에 관계하는 양이며, b는 전력으로 변환하는 것에 의해 수위변동에 미치는 감쇄계수, c는 진동수주의 복원계수, 는 파의 각주파수이다.
정상해와 공기실의 진동수주에 의해 얻을 수 있는 출력은 다음과 같이 정리 된다.
[식 2.2]
[식 2.3]
[식 2.4]
여기서, , P는 평균출력, Re는 복소수의 실수부를 의미한다. 특히, a=0, c=0라면 출력은 로되어 파고의 제곱에 비례하게 된다.
여기서는 진동수주의 상하운동에 대해서만 나타내었으나 복잡한 부체장치는 운동이 6자유도로 되며, 모든 운동에 대한 운동방정식은 각 운동모드 사이의 연성항을 포함한 연성 운동방정식을 정립하여야 한다. EH한, 계류선의 복원력 계수도 고려하여야 한다.

키워드

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