50[kW]급 풍력발전시스템 구조해석에 관한 연구

초록

본 연구는 50[Kw]급 풍력발전시스템 구조물의 안정성에 향상 시키기 위해서 ANSYS 유동해석 시뮬레이션을 이용하여 실시 하였다. 50[Kw]급 풍력터빈은 TSR을 0.2에서 06까지 변화 주면서 출력을 시뮬레이션 한 결과, TSR이 0.4 일때 65.14[kW], 효율은 29.3[%]으로 가장 좋은 조건이 되었다. 로터 직경 17[m], 터빈 높이 11[m], 주 블레이드 길이 70[cm], 보조 블레이드 길이 13[cm], 풍속 12[m/s]의 조건으로 풍력발전시스템 구조물의 안정성을 위해 수직 응력을 시뮬레이션한 결과, 로터와 블레이드를 연결해 주는 빔과 로터 중심부에 응력에 의해 비틀림 현상을 발견하였다. 구조물의 안전을 위해 안전계수를 확인한 결과, 블레이드를 연결해주는 빔과 중심부에 응력이 집중되어 구조물이 안전하지 않음을 알 수 있었다. 외력과 내력의 에너지를 나타내는 변형 포텐셜을 확인한 결과, 주 블레이드와 연결부에서 변형이 이루어졌다. 2차 보강작업을 통하여 실시한 결과 구조물의 안정성을 확보할 수 있었다.

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