풍력발전은 태양광발전과 더불어 무한대의 자원을 무상으로 이용할 수 있으므로 일석이조의 대체 에너지로 각광을 받고 있다. 소형 풍력발전기는 상업용의 전기 생산을 목적으로 하지 않는 가정용 소전력 생산을 목적으로 하고 있다. 물론 소형 풍력발전기라고 해서 쉽게 만들 수 있는 것은 아니다. 실용적으로 크게 유용한 것이 아닐지도 모른다. 하지만 손수 생산한 전기로 TV를 시청한다든지 옥내외의 불을 밝히게 된다면 그 성취감 또한 훤하게 빛날 것이다.
목차
제1장 풍력발전의 기초 1.1 풍력발전기의 종류와 특징 1.1.1 풍력발전기의 특징 1.2 프로펠러형 풍력발전기의 원리 1.2.1 풍력발전기의 기본 용어 1.2.2 프로펠러형 풍력발전의 원리 1.3 풍차로부터 얻을 수 있는 에너지 1.3.1 바람으로부터 얻을 수 있는 에너지 1.3.2 풍차의 종류와 파워계수 1.4 소형 풍력발전의 이용 분야와 이용방법 1.4.1 필요한 때 필요한 전력을 얻기 위한 방법 1.4.2 태양광발전과의 하이브리드 시스템 1.4.3 구체적인 이용 분야의 예 1.4.4 연료전지와의 하이브리드 시스템
제2장 풍력발전용 발전기 2.1 발전기의 기초 2.1.1 DC 모터의 이용 여부 2.1.2 자전거용 발전기의 이용 가능성 2.1.3 자동차용 발전기의 이용 가능성 2.2 발전기의 원리와 구조 2.2.1 발전기의 원리 2.2.2 마그넷(영구자석) 2.2.3 전자기 회로용 전자강판 2.2.4 기타 재료 2.3 발전기에 요구되는 발전 특성 2.3.1 회전수와 발전 특성 2.3.2 풍속 및 블레이드 지름과 회전수, 발전기 출력관계 2.4 실험적으로 제작한 발전기 2.4.1 형상과 구조 2.4.2 기어 증속형 발전기 제작 2.5 3상교류발전기의 장점 2.5.1 교류발전기 2.5.2 풍력발전기에 적합한 3상교류발전기 2.6 자동차용 발전기의 이용 2.6.1 자동차용 발전기의 종류 2.6.2 직류발전기 2.6.3 자동차용 직류발전기의 개조 2.6.4 교류발전기
제3장 발전기의 제작 3.1 공작용 공구류의 종류와 사용법 3.1.1 목재와 금속을 절단한다 3.1.2 구멍을 뚫는다 3.1.3 깎고 다듬고 3.1.4 기타 공구류 3.2 500 W급 풍력발전기의 제작 3.2.1 발전기의 개요 3.2.2 제작 순서 3.2.3 500 W급 발전기의 특성 3.2.4 부속 기구의 제작 3.3 700 W급 풍력발전기의 제작 3.3.1 문제점과 해결책 3.3.2 제작 순서 3.3.3 700 W급 풍력발전기의 특성 3.3.4 부속 기구의 제작 3.3.5 시운전
제4장 로터 블레이드의 설계와 제작 4.1 블레이드의 기초 지식 4.1.1 블레이드의 기초 지식 4.1.2 블레이드의 날개 형상 4.2 로터 블레이드의 설계 4.2.1 블레이드의 설계 4.2.2 1.6m 블레이드의 간이 설계 예 4.3 실제 설계에서 고려해야 할 사항 4.3.1 블레이드 선단 속도 4.3.2 로터 블레이드에 작용하는 원심력 4.3.3 블레이드의 재질과 구조 4.4 로터 블레이드의 제작 4.4.1 디퓨서가 달린 풍차 4.4.2 후드가 달린 풍차 4.4.3 복어형 풍차 4.4.4 멀티 로터 풍차 4.5 실제 제작과 목재 블레이드의 장점 4.6 날개 2개짜리 목재 블레이드의 제작 4.6.1 설계하는 블레이드의 시방 4.6.2 블레이드 원형을 제작 4.6.3 날개 형체의 제작 4.6.4 풍차 블레이드에 가해지는 힘 4.7 발포 스티롤과 FRP에 의한 저속 회전용 블레이드 제작 4.7.1 나무틀의 제작 4.7.2 블레이드를 오려낸다 4.7.3 나무틀과 발포 스티롤의 접착 4.7.4 표면을 FRP로 덮는다 4.7.5 마무리 4.7.6 허브부의 제작 4.8 고속 회전용 블레이드 제작 4.8.1 나무틀의 제작 4.8.2 블레이드의 접착 4.8.3 표면을 FRP로 씌운다 4.9 FRP 성형에 의한 블레이드 제작 4.9.1 FRP 성형의 특징 4.9.2 FRP에서 사용하는 재료와 공구 4.9.3 FRP 성형의 순서 4.9.4 허브에 장착
제5장 배터리 충전 제어장치 5.1 풍력발전의 특성과 배터리 충전 제어회로 5.1.1 배터리 충전회로 5.1.2 최대 출력을 얻는 방법 5.1.3 DC-DC 컨버터에 의한 충전 제어회로 5.2 300 W급 충전 제어회로 5.2.1 스위칭 전원 컨트롤러 IC TL494 5.2.2 회로의 동작 5.3 700 W급 충전 제어회로 5.3.1 푸시풀 방식의 센터 탭형 DC-DC 컨버터 회로 5.3.2 실제 회로 5.3.3 이 장치의 실측 특성 5.4 배터리 대책 5.4.1 디프 사이클 배터리 5.4.2 배터리의 특성 5.4.3 배터리 사용에서 주의할 점 5.4.4 배터리의 폐기 처분 5.5 전기 2중층 콘덴서의 활용 5.5.1 전기 2중층 콘덴서의 특징 5.5.2 소형 풍력발전기에 대한 응용 5.6 안전대책 회로 5.6.1 전자 브레이크와 배터리 과충전 방지회로 5.6.2 배터리 방전 제어회로
제6장 풍력발전기의 안전대책 6.1 강풍 때의 안전대책 6.1.1 로터 상방 편향 방식 6.1.2 로터 축방 편향 방식 6.1.3 피치 제어, 스톨 제어 방식 6.1.4 날개 선단 피치 제어 방식 6.1.5 발전기 전자(電磁) 브레이크에 의한 제어 6.1.6 수풍면적 가변 방식 6.1.7 디스크 브레이크, 기타 6.1.8 꼬리날개의 강풍 대책 6.2 풍력발전기의 설치와 타워 제작 6.2.1 설치 장소 6.2.2 풍차에 가해지는 항력 6.2.3 공사용 철제 파이프에 의한 간이 타워의 제작·설치 예
참고문헌
서가브라우징
소수력발전기술2013 / 정해상 편저 / 일진사
전원설비 및 설계2005 / 최홍규 ; 강태은 [공]지음 / 성안당
전원설비 및 설계2005 / 최홍규 ; 강태은 [공]지음 / 성안당
바다가 만든 자연에너지2013 / 이광수, 박진순 지음 / 지성사
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(기후위기 시대) 화석연료의 재조명 2024 / 지음: 이복재 / 초이스북
석탄화력발전실무2012 / 편저: 한국전력공사 / 신기술
(친환경·소전력 생산을 위한) 소형 풍력발전기 설계와 제작2011 / 과학나눔연구회, 정해상 편저 / 일진사
풍력 발전기 교과서 : 직접 만들어 쓰는 우리 집 전기 에너지 : wind power & energy independence2016 / 지음: 나카무라 마사히로 ; 옮김: 이용택 / 보누스