창의 설계 프로젝트 (1)

1. 창의 설계 프로젝트(1) OX 퀴즈

2. OX 퀴즈 #1 Propeller란 공중에서의 추진 장치를 말하고, Screw란 수중에서의 추진 장치를 말한다.

3. X • Propeller는 추진 장치라는 의미를 가진다-공중이든 수중이든 상관없음-수중의 경우 Screw propeller가 올바른 표현이다 • Screw는 돼지의 꼬리(scrofa)에서 유래된 말로, 모든 나선 구조의 회전부품을 말한다. 아르키메데스의 screw

4. OX 퀴즈 #2 풍력 발전을 할 때 바람이 2배 빨리 불면 약 8배의 파워를 얻을 수 있다.

5. O t 시간 풍력발전기를 지나간 공기의 양 즉 입지 조건이 매우 중요하다!!!

6. OX 퀴즈 #3 풍력 발전은 불어오는 바람을 최대한 많이 받아 낼 수록 (바람이 날개를 지나면서 속도가 많이 떨어질 수록) 지속적으로 에너지를 많이 생산 할 수 있다.

7. X • 바람을너무 많이 받아내면 바람의 속도가 많이 줄어 들게 될 것이고 그렇게 되면 지속적으로얻는 power가 줄어든다. (바람이 어느 정도 발전기를 통과하여 계속 지나가야 함) • 풍력발전의 날개 직경이 주어진 경우,뽑아 낼 수 있는 최대 power양이 정해져 있다. 대략적으로 바람의 속도가 2/3로 줄어들 때 power를 가장 많이 얻어 낼 수 있고 이론적으로 59%정도이다.(Betz’s limit) • 현재 기술로는 약 40-50%정도를 얻어낼 수 있다.

8. OX 퀴즈 #4 날개 1개만 있어도 풍력발전은 가능하다. ?

9. O 가능합니다 Bonus 문제 풍력 발전에는 날개 몇 개가 가장 적합한가?

10. 3 • 바람으로부터 얻을 수 있는 power의 양은 일정한데 날개가 많아지면 각 날개가 생산하는 power양은 n등분 되어 작아진다. 즉 에너지 효율을 일정하게 하면서 날개 수를 늘리면 날개는 얇아지게 된다. (자세한 내용은 Solidity 참고) • 날개가 3개만 있어도 날개가 꽤 얇은데 날개 수가 더 많아지면 날개를 더 얇게 튼튼하게 만들기 힘들어진다.

11. OX 퀴즈 #5 일반적인 선풍기 날개와 풍력 발전의 날개의 원리는 같다 일반적인 선풍기 일반적인 풍력발전

12. X 일반적으로 선풍기에 사용되는 날개는 항력형 날개이고, 풍력 발전에 사용되는 날개는 양력형 날개이다. Bonus 문제 모든 풍력발전은 양력형 날개만 사용한다. ? OX

13. X • 항력형 날개 풍력 발전기

14. OX 퀴즈 #6 풍력 발전 날개가 비틀어진 주된이유는 바람의 힘을 더 잘 받기 위해서이다.

15. X • 날개가 회전하면서 받는 저항을 줄이기 위해서이다. • 날개의 바깥쪽 부분은 회전반경이 더 크기 때문에 더 빠른 속도로 회전한다. 회전 속도가 빠르면 저항을 더 많이 받게 되기 때문에 이를 줄여주기 위해 날개를 비틀어 날개의 면을 최대한 줄인다.

16. O • 사실날개를 비틀면 양력이 증가하기는 한다.(회전반경이 늘어날 수록 더 큰 양력이 필요한 것도 사실) • 하지만 일정 각도 이상 비틀어 지면 난류가 발생한다.

17. OX 퀴즈 #7 날개가 없이도 작동하는 풍력 발전이 존재한다. ?

18. O • 네덜란드 델프트 공과대학이 날개 없이 작동하고, 부품도 없는 풍력발전 시스템을 개발하였다. • 정전 풍력 에너지 변환하전 입자를 바람으로 전계의 반대 방향으로 이동시켜 발전

20. 창의 설계 프로젝트(1) 예상 학점 7문제: A+ 6문제-5문제: A 4문제-3문제: B+ 3문제-2문제: B 1문제: B- 0문제: F