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연구성과

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김승조 교수팀, 고효율 소형 풍수력기 개발

2008.09.23.

김승조 교수팀, 항공기 기술로 고효율 소형 풍수력기 개발

수직 이착륙기를 닮은 풍력 발전기가 개발됐다. 

기계항공공학부 김승조 교수는 “수직 이착륙기에 쓰이는 ‘사이클로이드 블레이드 시스템’을 이용한 소형 풍력발전기와 수력발전기를 만드는데 성공했다”고 밝혔다.

김 교수팀은 2006년 사이클로이드 블레이드 시스템을 이용해 세계 최초로 수직이착륙기를 만들어 비행하는데 성공했다. 이 시스템은 좌우에 두 개씩 달려 있는 회전체(rotor) 시스템이 원형으로 빠르게 회전하면서 비행기를 수직으로 떠오르게 한다. 이런 신개념 비행기를 ‘사이클로콥터’라고 한다.

연구팀은 이번에 이 기술을 응용해 효율이 높은 소형 풍력발전기를 만들었다. 유럽에서는 최근 풍력발전 시장이 포화되면서 약한 바람에 적합한 소형 풍력 발전기 개발이 각광받고 있다.

김 교수는 “이번에 개발한 소형 풍력발전기는 약한 바람 속도와 풍향의 변화에 빠르게 반응할 수 있는 방식”이라며 “낮은 풍속에도 효율이 좋아 국내환경에 적합하며 빌딩, 대도시에 소형으로 설치해 쓸 수 있다”고 밝혔다. 시스템의 회전날개가 바람이 불 때 옆으로 회전하면서 전기를 만드는 것이다.

이 풍력발전기는 가격이 저렴해 가정용으로 쓰기에도 알맞다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 슈퍼컴퓨터를 이용하여 최적의 회전날개 각도를 찾아냈으며, 일본에서 상용화한 고정형 발전기보다 설계효율이 40%나 향상됐다고 주장했다.

김 교수는 “풍력발전기뿐만 아니라 시냇물, 해류, 조류 등에서도 발전이 가능한 사이클로이드 수력발전기도 개발해 실험에 성공했다”고 말했다.

<사이클로이드 블레이드 시스템>
여러 개의 비행날개를 하나로 묶어 로터(Rotor) 시스템을 구성한 뒤 이를 회전축과 평행한 방향으로 돌려 각각의 날개마다 추력(推力)을 얻는 시스템이다.

2008. 9. 23
서울대학교 홍보부