최신 풍력터빈의 이해

제1장 풍력터빈의 발전사 1
1.1 서론 3
1.2 BC4000 ~ 3000 3
1.3 고대의 풍력이용(AD500 ~ AD1390) 4
1.4 중세 네덜란드식 풍차(AD1390 ~ 1850) 6
1.5 근대 미국식 풍차(1854) 10
1.6 풍력발전기의 등장과 기술의 성장 11
1.7 대형풍력발전기의 등장(1930 ~ 1985) 15
1.8 현대 풍력발전시스템의 대형화 18
1.9 풍력발전기의 내일 21

제2장 풍력에너지와 풍력터빈의 개요 25
2.1 서론 27
2.2 풍력에너지의 정의 27
2.3 풍력발전기의 정의 27
2.4 풍력에너지 및 최대 가용출력 28
2.5 풍황과 풍력에너지 30
2.6 풍력발전기의 종류와 특징 40
2.7 풍력터빈의 효율과 성능평가 요소 50
2.8 풍력터빈시스템의 구조 64
2.9 풍력터빈의 운전 65

제3장 풍력터빈의 국내외 시장과 기술의 발전 71
3.1 서론 73
3.2 세계 풍력발전 시장의 현황 73
3.3 세계 풍력터빈 기술의 동향 76
3.4 풍력발전과 경제성 83
3.5 국내 기술 현황 85
3.6 풍력터빈시스템 87
3.7 로터블레이드의 발달 92
3.8 드라이브 트레인 98
3.9 제어 104
3.10 타워 및 구조 안전설비 107
3.11 발전기 108

제4장 시스템 설계 115
4.1 서론 117
4.2 개념설계 117
4.3 하중계산 123

제5장 공력설계 및 해석 127
5.1 서론 129
5.2 엑츄에이터 디스크 모델(actuator disk model) 129
5.3 후류회전(wake rotation) 132
5.4 익요소 이론(blade element theory) 133
5.5 주속비(TSR, tip speed ratio)와 출력계수 135
5.6 블레이드의 공력 설계와 해석 절차 135

제6장 블레이드 구조 설계 해석 및 시험 143
6.1 서론 145
6.2 블레이드 재료 및 구조 145
6.3 블레이드 구조 설계 148
6.4 블레이드의 시험 목적 및 요구사항 157
6.5 블레이드의 정적 하중 시험 158
6.6 블레이드의 피로하중시험 163

제7장 복합재 블레이드와 나셀의 제조 기술 169
7.1 서론 171
7.2 사용 원재료 172
7.3 블레이드 제조 공정 174
7.4 제조 공정의 설계 177
7.5 Infusion에 의한 블레이드 제조 182
7.6 스피너 및 나셀 제조 191

제8장 피치시스템 195
8.1 서론 197
8.2 수동 피치시스템 197
8.3 능동 피치시스템 198
8.4 로터 블레이드 베어링 205
8.5 비상 블레이드 피칭 시스템 206
제9장 주축, 주축베어링, 커플링 209
9.1 서론 211
9.2 주축 212
9.3 주축 베어링 215
9.4 드라이브 트레인(기어 구동식 풍력터빈) 218
9.5 커플링(couplings) 221

제10장 증속기 225
10.1 서론 227
10.2 증속기의 특성 229
10.3 증속기의 설계 기술 232
10.4 증속기의 시험평가 기술 235

제11장 브레이크 241
11.1 서론 243
11.2 공력 브레이크 243
11.3 전기 브레이크 244
11.4 기계 브레이크 245
11.5 기타 브레이크 시스템 250
11.6 요 브레이크 251
11.7 잠금장치 252

제12장 유압 시스템 255
12.1 서론 257
12.2 유압 시스템의 구성 258
12.3 유압 시스템의 선정 268

제13장 요 시스템 273
13.1 서론 275
13.2 주요 구성요소와 기능 275

제14장 타워 285
14.1 서론 287
14.2 타워의 구조 및 기능 288
14.3 타워의 설계개념 및 설계 방법 289
14.4 타워의 제조 방법 296

제15장 제어 및 모니터링 301
15.1 제어 시스템 303
15.2 상태감시 시스템(CMS, condition monitoring system) 313
제16장 발전기 325
16.1 서론 327
16.2 발전기의 원리 327
16.3 유도기 330
16.4 이중여자 유도형 발전기 335
16.5 영구자석형 동기 발전기 338

제17장 전력변환기 343
17.1 서론 345
17.2 전력변환 회로의 형태 345
17.3 DFIG 용 전력변환 시스템 구성 347
17.4 영구자석 동기발전기용 전력변환 시스템 구성 352
17.5 3상 전력 변환 기본 이론 354

제18장 계통연계 및 송전 361
18.1 서론 363
18.2 풍력발전기 및 계통 연계 방식의 다양성 363
18.3 HVDC(high voltage direct current) 계통연계기술 367

제19장 풍력터빈용 재료 369
19.1 서론 371
19.2 주요 풍력발전용 소재부품 372
19.3 풍력발전용 단조부품의 제조공정 382
19.4 수지, 보강 섬유 및 도료 387
19.5 복합재 블레이드 보강 섬유 392
19.6 블레이드 코팅용 도료 399
19.7 기타 부품용 소재 400
19.8 풍력발전용 소재부품의 파괴 및 비파괴 검사 401

제20장 소형풍력 407
20.1 서 론 409
20.2 소형풍력터빈의 발전 409
20.3 소형풍력터빈의 분류 409
20.4 소형풍력터빈의 운전 411
20.5 소형 풍력터빈의 구조적 및 설계 특성 412
20.6 소형 풍력터빈의 성능평가와 인증 414
20.7 소형풍력터빈의 기술현황 416
20.8 소형풍력터빈의 시장 417
20.9 국내 소형풍력터빈 기술 및 시장 현황 421
20.10 대표적 국내외 소형풍력터빈 422

제21장 풍력 하이브리드 발전시스템 425
21.1 서론 427
21.2 풍력 하이브리드 발전시스템의 구성 요소 427

제22장 해상 풍력 435
22.1 서론 437
22.2 해상 풍력발전단지(offshore wind farm) 438
22.3 고정식 풍력발전 440
22.4 부유식 풍력발전시스템 443
22.5 우리나라 해상 풍력발전시스템 448
22.6 해상 풍력발전시스템의 미래 448
22.7 차세대 초대형 해상 풍력발전시스템 450

제23장 풍력터빈의 인증 455
23.1 서론 457
23.2 용어정의 457
23.3 인증시스템 459
23.4 인증서의 종류 462
23.5 인증의 범위 464

제24장 풍력터빈의 성능평가 479
24.1 서론 481
24.2 성능검사 (performance test) 481
24.3 출력성능측정(power performance measurement) 483
24.4 소음측정(noise measurement) 488
24.5 하중측정(load measurement) 494
24.6 전력품질측정(power quality measurement) 500
24.7 MEASNET 503
24.8 풍력실증연구단지 514

제25장 풍력터빈의 안전과 유지보수 523
25.1 서론 525
25.2 낙뢰(lightning stroke) 525
25.3 폭풍과 안전 529
25.4 풍력터빈과 유지보수 530
25.5 풍력터빈의 운영과 안전 533

제26장 풍력발전 정책 및 환경 537
26.1 서론 539
26.2 기후변화협약 540
26.3 국제적 풍력산업 지원정책 549
26.4 풍력발전과 환경 영향 554

부록 풍력 관련 용어 정리 563
풍력에너지 관련 기관 577
중대형 풍력터빈 사양 583
소형 풍력터빈 사양 645

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