외벽을 장착한 양방향 입출식 에너지 집적형 조류발전터빈의 성능형가

조류발전용 터빈은 전격유효전력 생산이 가능한 지리적 요인에 대하여 고려할 필요가 있다. 실해역에서는 수심방향 혹은 특정범위에서 일정한 유속이 형성되는 제한적 지리분포를 갖게 되는 것이 일반적이므로 이에 따라 수차의 형상을 지리적 취약함에 적합한 최적화 연구가 필요하다. 실제로 수평축 터빈의 효율은 Cross-flow 터빈의 효율보다 상당히 높게 평가 되고 있는 것이 사실이나 수평축 터빈의 경우 협소한 실해역의 전격전력 생산 가능 지역에 지리적으로 적합하지 않는 경우가 있다. 그러므로 본 연구에서는 일반적인 조류력의 특성에 대한 다양한 설치 공간을 형성할 수 있도록 보완될 수 있는 터빈의 형상설계를 수행하였다. 일정한 유입유속의 작동유체가 장착된 노즐을 통과하여 에너지 밀도가 집적되고 터빈 출구에 대한 유동의 압력 회복을 통한 안정성을 위하여 디퓨져를 장착한다. 이러한 개념적 형상설계의 결과로 추가 장치의 사용 없이 양방향 발전이 가능한 구성을 설계할 수 있었다. 다수의 터빈이 밀집되어 장착되는 경우에는 본 터빈의 특성상 단일터빈과 비교하여 에너지 밀도 상승에 의한 성능상승효과를 나타낼 수 있는 것으로 예측되어 외벽을 설치한 터빈시스템과 단일터빈 성능곡선의 비교를 위하여 상용 CFD Code, ANSYS-CFX를 이용한 수치해석을 수행하였으며 해석결과 및 성능평가를 위한 성능곡선을 나타내어 고찰하였다.