Design and Manufacturing of 3D Printed Propeller Turbine for Pico Hydro Applications

Abstract

제3세계 발전도상 나라에는 빈곤한 고립지역이 많이 있는데 이런 지역에는 기초시설도 많이 낙후하고 인구도 아주 희박하다. 후진 기초시설로 인한 국가 송전선망의 증축이 어렵지만 낮은 수원이 많기에 피코/마이크로 수력발전이 에너지 생산의 메인 옵션으로 활용될 수 있다. 그렇지만 피코/마이크로 수력발전 시스템을 구현하는데 있어서 터빈기술의 생산비용은 개발도상 나라들한테 아주 큰 병목중의 하나로 되고 있다. 터빈 제작에 필요한 비용을 줄이고자 본 연구에서는 3차원 프린터 기술을 응용하여 터빈을 제작하려고 한다. 3차원 프린터는 적절한 형상의 소형 터빈을 제작할 수 있으며 이는 이론적 효율과 매칭할 수 있게 된다. 때문에 3차원 프린터를 이용하여 발전소자를 제작하고 발전도상국가에서 조립하여 사용하게 되면 엄청난 비용을 절감시킬 수 있다. 본 연구의 목적은 2.5m높이와 30lps 유량으로 300W의 전력을 제공할 수 있는 저비용 프로펠러 터빈을 설계하고 제작하는 것이며 300W의 전력은 제3세계 발전도상 국가에서 한 가족의 전력 소비를 충분히 만족시킬 수 있다