[레포트] 풍력 에너지에 관해서

때 발생하는 양력에 의해 구동되며, 풍차의 회전 속도는 날개의 붙임각과 회전면적비에 따라 매우 민감하게 변한다., 풍력시스템의 정격출력은 설계풍속에 의해 결정되며, 설계 풍속 이상의 바람이 풍차를 통과할 때는 풍차의 회전속도가 과도하게 증가하여 풍차가 파손된다. 이와 같은 파손 및 과 회전을 방지하기 위하여 수평축 풍차에서는 안전장치를 필요로 한다.
수직축 풍차는 로터(Rotor)가 수직축에 장착되어 있으며 가장 많이 사용되는 풍차는 다리우스(Darrieus)풍차와 사보니우스(Savonius)풍차를 들 수 있다. 날개의 구부러진 형태는 로프의 양 끝을 잡고 회전시켰을 때 발생하는 형태를 취하고 있으며 이러한 형태로 인하여 풍차가 회전할 때 날개의 전단력이 발생하지 않고 인장력만 작용하므로 구조적으로 안전하다는 장점이 있다. 풍차 회전 시 날개에서 발생하는 양력은 풍차의 회전각에 따라 방향이 바뀌기 때문에 날개 단면은 보통 개칭에어포일(symmetrical airfoil)을 사용한다. 다리우스풍차는 양력에 의해 구동되므로 효율이 높고 회전속도가 빠르기 때문에 발전용으로 많이 사용되고 있다. 하지만 다리우스 풍차는 시동토크가 적어 스스로 시동하기 어렵다는 단점을 가지고 있다. 사보니우스 풍차는 오목부분과 볼록 부분을 엇갈리게 접합한 형태로 항력을 이용한 풍차의 한 형태이다. 저속성능이 좋아 적은 동력을 얻기에 적당하며, 수직축 이므로 풍향추적 장치가 필요 없어 시스템이 간단하나 단위 마력 당 중량이 무겁다는 단점으로 인하여 큰 동력을 얻기에는 적합지 않다.
수평축 풍차에 비해 수직축 풍차가 가지고 있는 일반적인 단점으로는 스스로 시동하기가 어렵고, 난류유속에서 날개의 작동은 진동 등의 구조적인 문제를 가져올 수 있고, 낮은 회전속도와 동역학적 효율, 에너지생산성을 가져온다. 그리고 넓은 전용면적이 필요하다.



3. 풍차의 이론적인 효율과 실제의 효율

풍차의 효율은 풍속으로부터 얻어지는 동력과 풍차를 통과할 때 풍속이 갖는 힘의 비

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