피치와 곡면 능동제어를 이용한 반복승강식 조류발전장치

Abstract

반복승강식 조류 발전장치는 엑추에이터에 의해 작동자의 피치각(pitch angle)이 반복적으로 변화되며, 작 동자 가 유동을 받게 되면 양력을 얻어 반복승강운동을 하게 된다. 따라서 이 운동에너지가 전기에너지로 변환 되어 발 전하게 된다. 유동을 받게 되는 작동자는 강체운동을 하게 되는데, 이때 이 작동자에 유동을 감싸는 방향 으로 곡 면(camber)이 생기면 양력이 증가되어 발전 효율을 향상 시킬 수 있다. 본 기술은 엑추에이터에 의해 피치 각이 조절되는 힘을 이용하여 상승 및 하강 운동 시 작동자에 원하는 형태의 곡면을 줄 수 있는 장치를 개발하 였다. 1) 먼저 작동자에 곡면을 주기 위해서 작동자를 2-3개로 분리한다. 그림 1은 설명의 편의를 위해 2개로 분리되 었다 (그림1은 편의상 작동자 1개만 표기함) 2) 엑추에이터의 힘은 벨트-풀리 조합에 의해서 피치 회전축 에 힘 을 전달하게 되어 작동자의 반복 피치운동을 유발한다. 3) 피치 회전축 풀리에 기어를 고정하고 그 뒤에 아이들 러 기어를 연결한다. 이 때 상대 운동을 주기 위해 1:1.5 비율 기어가 이용되며 아이들러 기어가 고정되 는 부가 회전축에 작동자 개수 만큼 전달 기어가 고정된다. 4) 이 전달기어는 피치회전축 최종기어에 1:1비로 연결 되며 최종기어의 돌출부와 분리된 작동자의 돌출부가 로드로 연결된다. 5) 이때 풀리와 최종기어의 같은 방향 으로 피 치 회전하나 최종기어가 0.5배 더 회전하게 된다. 6) 이 추가 회전각에 의해 최종기어가 로드를 당기게 되 고 이 로 인해 곡면이 주어진다. 7) 그림 2는 작동자의 앞단이 내려가면서 하강운동을 하는 경우로 중간 위치에 서 피치 각이 최대가 된다. 이때 피치각