Transcript 인공지능 풍력발전기
인공지능굴뚝 풍력발전기 특허출연10-2013-0018448 목 번 호 차 명 칭 1 굴 뚝 사 2 인공 지능 풍력 발전기 회로도 3 풍력발전기 3KW,원가 회수기간 4 풍 5 호주 태양굴뚝 (굴뚝 효과 결과) 6 국내풍력 설치 및 설치예정 현황 7 영 덕 풍 력 발 전 단 지 차 의 비 9 인 공 지능 굴뚝 풍력 발전기 11 12 13 굴 뚝 분 석 류 8 10 교 종 진 표 돌) 효 과 란 (연 풍력 발 전 기풍속 적 합 성 굴 뚝 유 효 높 이 공 식 지역별 풍력발전기설치 및 이용률 FELab 이종석 2 1, 굴뚝 사진( 공기의 힘) 2,인공지능굴뚝풍력 회로도 자연바 람 인공지능 굴뚝 굴뚝풍력 태양열 발전기 연돌효 과 4 3,풍력발전기 3KW,원가 회수기간 (제주도기준) (3KW*24시간*30일*30%*70%*=454KWh) 만약 평균적으로 시간당 3kW정도의 전력을 생산 할 수 있는 풍력발전기라면 한달 에 2160kWH 가 되고 이정도면 일반가정 5~10세대는 사용 가능한 전력입니다. 하지만 최대 출력전력이 3kWH라면 계산이 힘듭니다.설치장소,풍속,동작 가능 시간 등 등을 모두 고려해야 합니다. 평균풍속이 6m/s인 지역(서해, 남해안 섬, 높은 산악지대)에 3kW를 설치한다면, 매달 457kWh의 전기를 얻어, 약 9년이면 설치비를 회수할 수 있게 되는 것이죠. 25% 이용율시 : 3kW당*5백 만원. (풍력 발전기) 계산 : 457kWh*12달*9년*102원= 약5백 만원. 50% 이용율시 : 3kW당*5백 만원.(인공지능 풍력발전기) 계산 914kWh*12달*4년6개월*102원=약5백 만원. 75% 이용율시 : 3kW당*5백 만원.(인공지능 풍력발전기) 계산 :1370kWh*12달*2년6개월*102원=약5백 만원. 4,풍차의 종류 △ 사보니우스 풍력 터빈 5,호주 태양굴뚝 (굴뚝 효과 결과) 사진 공기 만드는 방법 호주에 있는 EnviroMission 사는 올해 초 미국 아리조나 사막에 '태양굴뚝' 발전소를 짓는 다고 발표 했습니다. 태양굴뚝 발전은 '굴뚝효과(건축물 실내 온도가 외부온도 보다 높을 때 내부 공기가 위로 올라가는 현상)'를 이용해 풍력발전을 하는 것입니다. 아궁이에 불을 때면 연기가 굴뚝으로 빠져나 가는 원리와 같습니다. 먼저 지상에다 유리온실을 지은 뒤 온실 가운데에 굴뚝을 세웁니다. 태양열 을 받아 온실 내부 공기가 데워지면 이 뜨거운 공기는 굴뚝을 통해 밖으로 빠져나가게 됩니다. 이때 굴뚝 통로에 풍력 터빈을 설치해 밖으로 빠져 나가는 바람의 힘으로 발전을 하는 것입니다. 온실이 클 수록, 굴뚝이 높을 수록 바람은 강해집니다. 태양열과 풍력발전이 혼합된 개념입니다. 이 태양굴 뚝을 영어로 'Solar Updraft Tower' 라고 합니다. 6,국내 풍력발전 설치 및 설치예정 현황 7, 영덕 풍력발전 단지 8,비교 분석표 기존 풍력 발전기 인공지능 풍력 발전기 장점 장점 1) 환경 친화적 무공해 청정 대체에너지 1) 환경 친화적 무공해 청정 대체에너지 2) 대기 중에 폐 열과 공해 물질을 방출하지 않음 2) 대기 중에 폐 열과 공해 물질을 방출하지 않음 단점 1) 자연 바람이 있어야 한다 (연 가동 율 최대25 %를 넘기기 힘 듬) 3) 자연 바람 없어도 됨 4) 연 가동 율 최소50%-75 % 손익분기기점 2-3년 5) 연중 생산 가능 (12개월 생산 가능) 2) 초기 투자비가 크다 (부지 매입비용 및 높은 시설비용) 3) 신 재생에너지에 비해 손익분기점이 길다 ( 약 9년) 단점 1) 초기 투자비가 크다 (부지 매입비용 및 높은 시설비용) 2) 입지조건에 제약을 많이 받음 4) 입지조건에 제약을 많이 받음 3) 소음문제 발생 5) 소음문제 발생 4) 경관 회 손 문제 6) 경관 회 손 문제 7) 연중 70%를 10월부터 이듬해 3월까지 겨울철 생산 (약 6개월) 10 9,인공 지능굴뚝 풍력 발전기 풍속 풍속 1분당 1분당 9m/s 9m/s 작동 작동 방법은 방법은 1,풍속 쎈서의 쎈서 의감지로 감지로자연풍 자연풍00에 에 흡기 팬의작동으로 작동으로흡기홀을 흡기홀을통 통 2, 흡기팬의 서3m/s 서3m/s 일 일 경우 경우 작동쎈서의 작동쎈서의 제어 제어 해 타워의 타워의 외부 외부 공기 공기 흡입 흡입 및 및 상승. 상승. 해 로 로 흡기펜과 흡기 펜과발열코일 발열코일작동. 작동. (더운 공기 상승 ) 온돌 (더운 공기 상승 월리효과. ) 풍속0에서 풍속0에서 3m/s 3m/s 일시 일시 3,흡입된 3,흡입된 외부 외부 공기가 공기가 발열 발열 코일을 코일을 통해 통해 가열 가열 공기가 공기가 되도록 되도록 가열됨. 가열됨. 4,4,가열 접촉 가열공기가 공기가스파이럴판에 스파 이럴 판에 접 하면서 소용돌이 형태로 타워의 상 촉하면서 소용돌이 형태로 타워의 부로 상승. 상부로 상승. 5, 상승 공기가 집 진통에 집진 되면서 배기구를 통해 배기. 5, 상승 공기가 집진통에 집진되면서 배기구를 통해 배기. 6, 배기된 상승 공기에 의해 발전 팬의 회전과 발전기에서 전기생산 됨. 6, 배기된 상승 공기에 의해 발전팬의 회전과 발전기에서 전기생산 됨. (굴뚝 온열 효과로 9m/s 풍량 작동 전기생산 최대75%가능) 11 인공지능 굴뚝 풍력 발전기 특허출연10-2013-0018448 10,굴뚝(연돌) 효과란 2010년 부산 해운대의 주상복합 건 물 우신골든스위트에서 불이 났다. 4층에서 일어난 불은 20여분만에 38층까지 치솟았다. 고층 건물 화재 때 일어나는 '굴뚝효과 (stack effect)' 때문이었다. '굴뚝 효과'란 무엇인가.건축물 내부의 온도가 바깥보다 높고 밀도가 낮을 때 건물 내의 공기는 부력을 받아 이동한다. 건축물 아래와 윗부분, 내부와 외부의 온도·기압 차이로 건물 내부 공기가 굴뚝과 같은 긴 통로를 따라 쭉 밀 고 올라가는 현상을 '굴뚝 효과' 또는 '연돌 효과'라고 한다. 고층 빌딩일수록 불길이 상승기류를 타고 급속하게 번지는 '굴뚝 효과'가 강하게 일어 난다. 계단이나 엘리베이터 승강로 등이 굴뚝처럼 긴 수직 통로 역할하기 때문이다. 서울시정개발연구원 보고서에 따르면 화재 확산 시 피난 통로의 바람 속도는 30배까 지 빨라지는 것으로 나타났다. 바람이 없는 날이라도 불이 나면 더워진 공기가 빠르게 상승.풍속의 제곱에 비례해 커진다. 풍속이 2㎧일 때의 불의 확산 속도는 1㎧일 때보다 4배가 되고, 3㎧일 때는 9 배가 되는 것이다. 12,굴뚝 유효높이공식 He =Hs + △H (공식) He :굴뚝유효높이 Hs : 실제 굴뚝 높이 △H:연기 상승높이 1.5Vs *D/U Vs:배출 속도 D:연돌내경 U:연돌 주위 풍속 연돌 주위풍속을 5m/sec 굴뚝유효높이를 55m 로 가정하면 55 =50 + 1.5Vs*1/5 가 됩니다. 따라서 Vs= 5/0.3 =16.6m/sec 가 됩니다. (정상작동 풍속 9m/sec) 13,지역별 풍력발전기설치 및 이용률 지역명 설비용량(MW) 이용률(%) 경기도 20.50 12.50 강원도 160.11 23.65 경상남도 6.90 17.54 경상북도 102.51 31.75 전라남도 3.00 26.39 전라북도 7.90 12.91 제주도 90.79 24.14 평균 391.71 24.96% 실제로 풍력사업은 이용률이 25~30% 정도 확보돼야 경제성을 인정받는 점을 감안하면 이용률이 20% 미만인 지역은 수익성을 확보하지 못해 향후 발전단지 확대 등 추가적인 사업 추진에 차질이 우려되고 있다 15