KR20220108556A - 웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템 및 풍력터빈 - Google Patents

Abstract

웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템 및 풍력터빈이 개시된다.
이 중에서 웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템은 바람이 유입되는 풍력발전단지의 전방측에 배치되고, 소정 회전축을 중심으로 회전 가능하며, 좌우회전배향 및 상하회전배향 중 하나 이상이 조절될 수 있는 제1 터빈로터를 포함하는 제1 풍력터빈과, 바람이 유입되는 유입방향에 나란하도록 제1 풍력터빈의 후방측에 소정의 이격거리로 이격하여 배치되는 제2 풍력터빈과, 제1 풍력터빈을 통과한 바람의 후류방향이 유입방향과 어긋나도록 바람이 유입되는 유입방향과 소정 회전축 사이의 측방향으로의 회전 각도인 요 각도를 가지도록 제1 터빈로터의 좌우회전배향을 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

Description

웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템 및 풍력터빈{WIND TURBINE SYSTEM FOR REDUCING WAKE AND WIND TURBINE THRERFOR}

본 발명은 웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템 및 풍력터빈에 관한 것이다.

일반적으로 풍력발전단지의 출력량은 후류효과로 인하여 출력이 감소되는 경향이 있다.

예를 들어, 복수 개의 풍력터빈이 풍력발전단지 내에서 일렬로 배치되는 경우, 풍력발전단지 내 바람은 풍력발전단지의 전방측에 위치한 첫번째 풍력터빈을 통과하면서, 바람의 풍속이 감소된다. 풍속이 감소된 바람은 두번째, 세번째 풍력터빈을 통과하면서, 다시 풍속이 연속하여 감소된다. 예컨대, 바람이 일렬로 배치된 풍력터빈을 통과하면서, 바람의 풍속은 후류효과에 의해 지속적으로 감소되는 것이다. 결국, 풍력발전단지에서 발전할 수 있는 전체 출력이 감소하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 풍력터빈 간의 풍력발전단지 내 풍력터빈 간의 이격거리를 멀리 배치할 수 있다. 풍력터빈 간의 이격거리가 멀게 배치되면, 후류효과에 의한 풍력터빈의 발전손실을 어느 정도 줄일 수 있다.

그러나, 풍력터빈 간의 이격거리를 멀리 배치하려면, 한정된 풍력발전단지 내 면적 상에 적은 수의 풍력터빈을 설치할 수 밖에 없다. 기존과 동일한 수의 풍력터빈을 설치하려면, 풍력터빈을 설치하기 위한 풍력발전단지의 면적 또한 넓어져야 한다.

등록특허공보 10-1654498호(2016. 08. 30 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제공된 것으로서, 전방에 위치한 풍력터빈의 요 각도를 조절하여 후방에 위치한 풍력터빈의 출력을 증대시킬 수 있는 풍력터빈시스템 및 풍력터빈을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 바람이 유입되는 풍력발전단지의 전방측에 배치되고, 소정 회전축을 중심으로 회전 가능하며, 좌우회전배향 및 상하회전배향 중 하나 이상이 조절될 수 있는 제1 터빈로터를 포함하는 제1 풍력터빈; 상기 바람이 유입되는 유입방향에 나란하도록 상기 제1 풍력터빈의 후방측에 소정의 이격거리로 이격하여 배치되는 제2 풍력터빈; 및 상기 제1 풍력터빈을 통과한 상기 바람의 후류방향이 상기 유입방향과 어긋나도록 상기 바람이 유입되는 유입방향과 상기 소정 회전축 사이의 측방향으로의 회전 각도인 요 각도를 가지도록 상기 제1 터빈로터의 좌우회전배향을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템이 제공될 수 있다.

이때, 상기 제1 터빈로터의 요 각도는 27° 내지 33°범위를 만족할 수 있다.

또한, 상기 컨트롤러는 상기 바람이 유입되는 유입방향과 상기 소정 회전축 사이의 하방향으로의 각도인 틸팅 각도를 가지도록 상기 제1 터빈로터의 상하회전배향을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제1 터빈로터의 틸팅 각도는 27°내지 33°범위를 만족할 수 있다.

또한, 풍력터빈시스템은 상기 풍력발전단지 내 유입되는 상기 바람의 유입방향이 상기 제1 풍력터빈과 상기 제2 풍력터빈 사이의 가상의 연장선과 나란한지 여부를 측정하기 위한 감지센서를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 바람의 유입방향이 상기 제1 풍력터빈과 상기 제2 풍력터빈 사이의 가상의 연장선과 나란하면, 상기 제1 풍력터빈을 통과한 상기 바람의 후류방향이 상기 유입방향과 어긋나도록 상기 제1 터빈로터를 좌우회전배향시킬 수 있다.

또한, 상기 컨트롤러는 상기 바람의 유입방향이 상기 제1 풍력터빈과 상기 제2 풍력터빈 사이의 가상의 연장선과 나란하지 않으면, 상기 바람의 유입방향에 상기 제1 터빈로터가 대향되도록 상기 제1 터빈로터를 좌우회전배향시킬 수 있다.

또한, 상기 이격거리는, 상기 제1 터빈로터 직경의 7배 내지 9배의 거리인,

본 발명의 일 실시예에 따르면, 소정 회전축을 중심으로 회전 가능하고, 좌우회전배향 및 상하회전배향 중 하나 이상이 조절될 수 있는 터빈로터; 및 바람이 유입되는 유입방향과 상기 소정 회전축 사이의 측방향으로의 각도가 27° 내지 33°범위가 되도록 상기 터빈로터의 요 각도를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템의 풍력터빈이 제공될 수 있다.

이때, 상기 컨트롤러는 상기 바람이 유입되는 유입방향과 상기 소정 회전축 사이의 하방향으로의 각도인 틸팅 각도를 가지도록 상기 제1 터빈로터의 상하회전배향을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제1 터빈로터의 틸팅 각도는 27°내지 33°범위를 만족할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 바람의 후류방향이 유입방향이 서로 어긋나도록 풍력터빈의 요 각도를 조절함으로써, 풍력터빈의 출력을 증대시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 바람의 후류방향이 유입방향이 서로 어긋나도록 풍력터빈의 틸팅 각도를 조절함으로써, 풍력터빈의 출력을 증대시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 감지센서를 통해 바람의 유입방향을 미리 감지하여, 풍력터빈의 요 각도 및 틸팅 각도를 제어함으로써, 바람의 유입방향과 후류방향이 동일선 상에 위치하지 아니하도록 조절할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력터빈시스템이 풍력발전단지 내에 설치된 상태를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력터빈시스템에서 제1 터빈로터가 요 각도로 회전된 상태를 도시한 상태도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력터빈시스템이 풍력발전단지 내에 설치된 상태를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력터빈시스템의 제어 흐름을 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력터빈시스템에서, 제1 터빈로터의 요 각도가 변경될 될 때, 바람의 후류방향을 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력터빈시스템에서, 제1 터빈로터의 틸팅 각도가 변경될 될 때, 바람의 후류방향을 나타낸 상태도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력터빈시스템에서, 바람의 후류 영향 여부에 따른 출력을 비교한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력터빈시스템에서, 바람의 후류 영향 여부에 따른 에너지를 비교한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 변형예에 따른 풍력터빈시스템의 제어 흐름을 도시한 블록도이다.

이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '접속', '공급', '전달', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 접속, 공급, 전달, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.

도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력터빈시스템은, 풍력발전단지(Z) 내에 이격 설치되는 복수 개의 풍력터빈과, 풍력터빈의 터빈로터 요 각도(W) 및 틸팅 각도(T)를 조절하기 위한 컨트롤러(300)를 포함할 수 있다.

풍력터빈은 풍력발전단지(Z) 내에 열과 행을 이루며 배치되는 복수 개로 제공될 수 있다. 일 예로, 풍력발전단지(Z) 내에 열을 이루는 복수 개의 풍력터빈 중에서, 상대적으로 전방측에 위치하는 풍력터빈은 제1 풍력터빈(100)으로 정의될 수 있고, 맨 후방측에 위치한 풍력터빈은 제2 풍력터빈(200)으로 정의될 수 있다.

본 실시예와 같이, 2개의 풍력터빈이 풍력발전단지(Z) 내에 열을 이루어 설치된 경우, 2개의 풍력터빈 중에서 첫번째 열의 풍력터빈은 제1 풍력터빈(100)으로 이해될 수 있고, 제1 풍력터빈(100)의 후방측에 위치한 두번째 열의 풍력터빈은 제2 풍력터빈(200)으로 이해될 수 있다. 한편, 4개의 풍력터빈이 풍력발전단지(Z) 내에 열을 이루어 설치된 경우, 4개의 풍력터빈 중에서 첫번째 열, 두번째 열 및 세번째 열에 위치한 풍력터빈은 제1 풍력터빈(100)으로 이해될 수 있고, 맨 마지막 열인 네번째 열에 위치한 풍력터빈은 제2 풍력터빈(200)으로 이해될 수 있다.

구체적으로, 제1 풍력터빈(100)은 바람이 유입되는 풍력발전단지(Z)의 전방측에 배치될 수 있다. 제1 풍력터빈(100)은 바람의 유입방향과 후류방향(B)을 서로 다르게 변경할 수 있다.

제1 풍력터빈(100)은 소정 회전축을 중심으로 회전 가능한 제1 터빈로터(110)와, 제1 터빈로터(110)가 상단에 장착되고 풍력발전단지(Z) 내에 설치되는 제1 타워(120)와, 제1 터빈로터(110)에 회전 가능하게 연결되는 복수개의 블레이드(미도시)를 포함할 수 있다. 제1 터빈로터(110)는 바람이 유입되는 유입방향과 소정 회전축 사이의 측방향으로의 회전 각도인 요 각도를 가질 수 있다.

제1 터빈로터(110)의 요 각도(W)는, 제1 터빈로터(110)에 구비되는 복수 개의 블레이드의 중심이 놓이는 가상의 평면과, 바람이 유입되는 유입방향에 수직인 바람 대향면(P) 사이의 각도와 같은 의미로 이해될 수 있다.

제1 터빈로터(110)의 요 각도(W)는 바람이 유입되는 유입방향과 소정 회전축 사이의 측방향으로 27°내지 33°범위에서 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 터빈로터(110)의 요 각도(W)는 바람 대향면(P)에 대하여 도 1의 시계방향 또는 반시계방향으로 27°내지 33°범위에서 변경될 수 있다.

제1 터빈로터(110)의 요 각도(W)가 바람 대향면(P)에 대하여 27°보다 작은 각도이면, 바람의 후류방향(B)과 유입방향 사이의 차이가 미미할 수 있다. 이 경우, 제1 풍력터빈(100)을 통과한 바람은 풍속이 감속된 상태에서 제2 풍력터빈(200)으로 바로 유입될 수 있다. 반면에, 제1 터빈로터(110)의 요 각도(W)가 바람 대향면(P)에 대하여 33°보다 큰 각도이면, 바람의 저항, 제1 터빈로터(110)의 부하 등이 증가될 수 있다. 이 경우, 제1 풍력터빈(100)의 출력이 급격하게 저하될 수 있다.

이와 같이, 바람의 후류방향(B)과 유입방향이 어긋나도록 제1 터빈로터(110)의 요 각도(W)가 조절됨으로써, 풍력터빈의 전체 출력을 증가시킬 수 있다. 예컨대, 바람의 후류방향(B)이 바람의 유입방향과 어긋나도록 제1 터빈로터(110)의 요 각도(W)가 조절되면, 제2 풍력터빈(200)에는 제1 풍력터빈(100)을 통과하지 않은 새로운 바람이 유입될 수 있으므로, 제2 풍력터빈(200)의 출력은 증가될 수 있다.

제1 터빈로터(110)는 바람이 유입되는 유입방향과 소정 회전축 사이의 하방향으로의 회전 각도인 틸팅 각도(T)를 가질 수 있다. 제1 터빈로터(110)의 틸팅 각도(T)는 바람 대향면(P)에 대하여 도 1의 하방향으로 27°내지 33°범위에서 변경될 수 있다.

제1 터빈로터(110)의 틸팅 각도(T)가 바람 대향면(P)에 대하여 27°보다 작은 각도이면, 바람의 후류방향(B)과 유입방향 사이의 차이가 미미할 수 있다. 이 경우, 제1 풍력터빈(100)을 통과한 바람은 풍속이 감속된 상태에서 제2 풍력터빈(200)으로 바로 유입될 수 있다. 반면에, 제1 터빈로터(110) 틸팅 각도(T)가 바람 대향면(P)에 대하여 33°보다 큰 각도이면, 바람의 저항, 제1 터빈로터(110)의 부하 등이 증가될 수 있다. 이 경우, 제1 풍력터빈(100)의 출력이 급격하게 저하될 수 있다.

제1 터빈로터(110)의 틸팅 각도(T)가 바람의 후류방향(B)과 유입방향이 어긋나도록 조절되면, 풍력터빈의 전체 출력을 증가시킬 수 있다. 예컨대, 바람의 후류방향(B)이 바람의 유입방향과 어긋나도록 제1 터빈로터(110)의 틸팅 각도(T)가 조절되면, 제2 풍력터빈(200)에는 제1 풍력터빈(100)을 통과하지 않은 새로운 바람이 유입될 수 있으므로, 제2 풍력터빈(200)의 출력은 증가될 수 있다.

제2 풍력터빈(200)은 소정 회전축을 중심으로 회전 가능한 제2 터빈로터(210)와, 제2 터빈로터(210)를 지지하도록 제1 타워(120)의 후방에 이격 배치되는 제2 타워(220)와, 제2 터빈로터(210)에 회전 가능하게 연결되는 복수개의 블레이드(미도시)를 포함할 수 있다.

제2 풍력터빈(200)은 제1 터빈로터(110)의 직경의 7배 내지 9배 거리 범위만큼 떨어진 제1 풍력터빈(100)의 후방측에 위치될 수 있다. 일 예로, 제1 풍력터빈(100)과 제2 풍력터빈(200) 간의 이격 거리(D)는 제1 터빈로터(110)의 직경의 7배에 해당되는 길이일 수 있다.

제2 터빈로터(210)는 바람이 유입되는 유입방향에 대향되게 배치되도록 의 요 각도(W) 및 틸팅 각도(T)가 조절될 수 있다. 본 실시예에서, 제2 터빈로터(210)는 바람이 유입되는 유입방향에 대향되게 배치되지만, 바람을 향해 좌우회전배향 및 상하회전배향이 가능하도록 요 각도(W) 및 틸팅 각도(T)가 조절될 수도 있을 것이다.

예를 들어, 제1 터빈로터(110)에서 통과한 바람의 후류방향(B)과, 제2 터빈로터(210)로 유입되는 바람의 유입방향이 보다 확실하게 어긋나도록 하기 위해, 제2 터빈로터(210)는 27° 내지 33°범위의 요 각도(W)로 회전된 제1 터빈로터(110)의 회전방향과 동일한 회전방향으로 회전될 수 있다. 예컨대, 제1 터빈로터(110)가 도 1의 반시계방향으로 회전배향되는 경우, 제2 터빈로터(210)도 도 1의 반시계방향으로 회전배향될 수 있다.

컨트롤러(300)는 제1 터빈로터(110)의 요 각도(W)를 조절할 수 있다. 컨트롤러(300)는 제1 풍력터빈(100)을 통과한 바람의 후류방향(B)이 유입방향과 어긋나도록 제1 터빈로터(110)의 요 각도(W)를 조절할 수 있다. 이때, 제1 터빈로터(110)의 요 각도(W)는 27°내지 33°로 조절될 수 있다.

또한, 컨트롤러(300)는 제1 터빈로터(110)의 틸팅 각도(T)를 조절할 수 있다. 컨트롤러(300)는 제1 풍력터빈(100)을 통과한 바람의 후류방향(B)이 유입방향과 어긋나도록 제1 터빈로터(110)의 틸팅 각도(T)를 조절할 수 있다. 제1 터빈로터(110)의 틸팅 각도(T)는 27°내지 33°로 조절될 수 있다.

또한, 컨트롤러(300)는 제2 터빈로터(210)의 요 각도(W) 및 틸팅 각도(T)를 조절할 수 있다. 일 예로, 컨트롤러(300)는 바람의 유입방향에 제2 터빈로터(210)가 대향되도록 제2 터빈로터(210)를 좌우회전배향 및 상하회전배향시킬 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변형예에 따른 풍력터빈시스템은, 제1 풍력터빈(100), 제2 풍력터빈(200), 감지센서(400) 및 컨트롤러(300)를 포함할 수 있다.

본 발명의 변형예를 설명함에 있어서, 상술한 일 실시예와 비교하였을 때, 감지센서(400)를 통해 바람의 유입방향을 측정하여, 제1 터빈로터(110)의 요 각도(W) 및 틸팅 각도(T)를 조절한다는 점에서 차이가 있는바, 이러한 차이점을 위주로 설명하며, 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예들을 원용한다.

감지센서(400)는 풍력발전단지(Z) 내 유입되는 바람의 유입방향을 측정할 수 있다. 감지센서(400)는 풍력발전단지(Z) 내 유입되는 바람의 유입방향을 측정함으로써, 풍력발전단지(Z) 내 유입되는 바람의 유입방향이 제1 풍력터빈(100)과 제2 풍력터빈(200) 사이의 가상의 연장선과 나란한지 여부를 감지할 수 있다. 일 예로, 감지센서(400)는 풍향 센서 또는 레이져 센서 등을 포함할 수 있다.

컨트롤러(300)는 감지센서(400)를 통해 측정된 바람의 유입방향과, 제1 풍력터빈(100)과 이에 인접하게 배치된 다른 풍력터빈(예를 들어, 제2 풍력터빈(200)) 사이의 가상의 연장선 사이의 평행 여부를 고려하여 제1 터빈로터(110)의 요 각도(W)를 조절할 수 있다.

예컨대, 컨트롤러(300)는 감지센서(400)를 통해, 바람의 유입방향이 제1 풍력터빈(100)과 제2 풍력터빈(200) 사이의 가상의 연장선과 나란한 것으로 판단되면, 제1 풍력터빈(100)을 통과한 바람의 후류방향이 바람의 유입방향과 어긋나도록 제1 터빈로터(110)를 제어하여 좌우회전배향시킬 수 있다. 일 예로, 컨트롤러(300)는 제1 풍력터빈(100)을 통과한 바람의 후류방향(B)이 유입방향과 어긋나도록 바람이 유입되는 유입방향과 제1 터빈로터(110)의 소정 회전축 사이의 측방향으로 제1 터빈로터(110)의 요 각도(W)를 27°내지 33°로 조절할 수 있다.

만약, 바람의 유입방향이 제1 풍력터빈(100)과 제2 풍력터빈(200) 사이의 가상의 연장선과 나란하지 않거나, 바람의 유입방향과 가상의 연장선 사이의 각도(서로 나란하지 않은 정도)가 소정 범위를 벗어나는 것으로 판단되면, 컨트롤러(300)는 바람의 유입방향에 제1 터빈로터(110)가 대향되도록 제1 터빈로터(110)를 제어하여 좌우회전배향시킬 수 있다. 다시 말해, 이 경우에는 제1 터빈로터(110)와 제2 터빈로터(210)가 서로 동일한 방향으로 배향되게 된다.

또한, 컨트롤러(300)는 감지센서(400)를 통해 측정된 바람의 유입방향과, 제1 풍력터빈(100)과 제2 풍력터빈(200) 사이의 가상의 연장선 사이의 평행 여부를 고려하여 제1 터빈로터(110)의 틸팅 각도(T)를 조절할 수도 있다.

예컨대, 컨트롤러(300)는 감지센서(400)를 통해, 바람의 유입방향이 제1 풍력터빈(100)과 제2 풍력터빈(200) 사이의 가상의 연장선과 나란한 것으로 판단되면, 컨트롤러(300)는 제1 풍력터빈(100)을 통과한 바람의 후류방향(B)이 유입방향과 어긋나도록 제1 터빈로터(110)를 제어하여 상하회전배향시킬 수 있다. 일 예로, 컨트롤러(300)는 바람이 유입되는 유입방향과 제1 터빈로터(110)의 소정 회전축 사이의 하방향으로 터빈로터(110)의 틸팅 각도(T)를 27°내지 33°로 조절할 수 있다.

만약, 바람의 유입방향이 제1 풍력터빈(100)과 제2 풍력터빈(200) 사이의 가상의 연장선과 나란하지 않는 것으로 판단되면, 컨트롤러(300)는 바람의 유입방향에 제1 터빈로터(110)가 대향되도록 제1 터빈로터(110)를 제어하여 좌우회전배향시킬 수 있다.

이상의 설명에서는 제1 풍력터빈(100)과 제2 풍력터빈(200) 사이의 가상의 연장선을 중심으로 예시적으로 설명하였으나, 제2 풍력터빈(200)뿐만 아니라 제1 풍력터빈(100)에 인접하게 배치된 또 다른 제3, 제4의 풍력터빈이 있다면, 동일한 방식으로 적용 가능하다. 다시 말해, 바람의 유입방향이 제1 풍력터빈(100)과 제2 풍력터빈(200) 사이의 가상의 연장선에 대해서는 평행하지 않더라도, 제2 풍력터빈과는 다른 제3 풍력터빈과 제1 풍력터빈(100) 사이의 가상의 연장선이 바람의 유입방향과 나란한 것으로 판단되는 경우에도, 컨트롤러(300)는 제1 풍력터빈(100)을 통과한 바람의 후류방향(B)이 유입방향과 어긋나도록 제1 터빈로터(110)의 좌우회전배향을 제어하여, 제1 풍력터빈(100)의 회전축이 바람의 유입방향에 대하여 소정의 요 각도를 가지게 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 바람의 후류방향이 유입방향이 서로 어긋나도록 풍력터빈의 요 각도를 조절함으로써, 풍력터빈의 출력을 증대시킬 수 있고, 바람의 후류방향이 유입방향이 서로 어긋나도록 풍력터빈의 틸팅 각도를 조절함으로써, 풍력터빈의 출력을 증대시킬 수 있으며, 감지센서를 통해 바람의 유입방향을 미리 감지하여, 풍력터빈의 요 각도 및 틸팅 각도를 제어함으로써, 바람의 유입방향과 후류방향이 동일선 상에 위치하지 아니하도록 조절할 수 있다는 등의 우수한 장점을 갖는다.

이상에서 설명된 실시예는 본 기술 사상의 일부 예를 설명한 것에 불과하고, 본 기술 사상의 범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 기술자에 의하여 본 기술 사상의 범위 내에서의 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이고, 그와 같은 실시는 모두 본 기술 사상의 범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

100 : 제1 풍력터빈 110 :제1 터빈로터
120 : 제1 타워 200 :제2 풍력터빈
210 : 제2 터빈로터 220 :제2 타워

Claims (10)

1. 바람이 유입되는 풍력발전단지의 전방측에 배치되고, 소정 회전축을 중심으로 회전 가능하며, 좌우회전배향 및 상하회전배향 중 하나 이상이 조절될 수 있는 제1 터빈로터를 포함하는 제1 풍력터빈;
   상기 바람이 유입되는 유입방향에 나란하도록 상기 제1 풍력터빈의 후방측에 소정의 이격거리로 이격하여 배치되는 제2 풍력터빈; 및
   상기 제1 풍력터빈을 통과한 상기 바람의 후류방향이 상기 유입방향과 어긋나도록 상기 바람이 유입되는 유입방향과 상기 소정 회전축 사이의 측방향으로의 회전 각도인 요 각도를 가지도록 상기 제1 터빈로터의 좌우회전배향을 제어하는 컨트롤러를 포함하는,
   웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 터빈로터의 요 각도는
   27° 내지 33°범위를 만족하는,
   웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 컨트롤러는
   상기 바람이 유입되는 유입방향과 상기 소정 회전축 사이의 하방향으로의 각도인 틸팅 각도를 가지도록 상기 제1 터빈로터의 상하회전배향을 제어하는
   웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1 터빈로터의 틸팅 각도는
   27°내지 33°범위를 만족하는,
   웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 풍력발전단지 내 유입되는 상기 바람의 유입방향이 상기 제1 풍력터빈과 상기 제2 풍력터빈 사이의 가상의 연장선과 나란한지 여부를 측정하기 위한 감지센서를 더 포함하고,
   상기 컨트롤러는
   상기 바람의 유입방향이 상기 제1 풍력터빈과 상기 제2 풍력터빈 사이의 가상의 연장선과 나란하면, 상기 제1 풍력터빈을 통과한 상기 바람의 후류방향이 상기 유입방향과 어긋나도록 상기 제1 터빈로터를 좌우회전배향시키는,
   웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 컨트롤러는
   상기 바람의 유입방향이 상기 제1 풍력터빈과 상기 제2 풍력터빈 사이의 가상의 연장선과 나란하지 않으면, 상기 바람의 유입방향에 상기 제1 터빈로터가 대향되도록 상기 제1 터빈로터를 좌우회전배향하는,
   웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 이격거리는, 상기 제1 터빈로터 직경의 7배 내지 9배의 거리인,
   웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템.
8. 소정 회전축을 중심으로 회전 가능하고, 좌우회전배향 및 상하회전배향 중 하나 이상이 조절될 수 있는 터빈로터; 및
   바람이 유입되는 유입방향과 상기 소정 회전축 사이의 측방향으로의 각도가 27° 내지 33°범위가 되도록 상기 터빈로터의 요 각도를 제어하는 컨트롤러를 포함하는,
   웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템의 풍력터빈.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 컨트롤러는
   상기 바람이 유입되는 유입방향과 상기 소정 회전축 사이의 하방향으로의 각도인 틸팅 각도를 가지도록 상기 제1 터빈로터의 상하회전배향을 제어하는
   웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템의 풍력터빈.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 터빈로터의 틸팅 각도는
    27°내지 33°범위를 만족하는,
    웨이크 완화를 위한 풍력터빈시스템의 풍력터빈.

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