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풍력터빈 블레이드 복합소재 구조

전문가 제언: ○ 이 특허는 풍력 터빈 블레이드의 제조에 사용되는 핵심 재료에 관한 것으로 탄소섬유나 수지복합제, 초경량 금속제 허니컴을 적용하여 사용된 샌드위치 패널에 라디오 주파수를 흡음하는 기능을 추가한 흡음재를 사용토록 한 강화 복합 재료에 관한 것이다.

○ 터빈블레이드의 구조형상과 효율을 증가시키기 위한 노력으로 경량화와 구조강화를 위한 복합소재 개발로서 탄소유리섬유, 라미네이트, 합금복합소재와 나노 섬유 등이 사용되고 있으나 경제성과 제조성에 있어 실험적 연구가 요구된다. 외부 구조보호와 전자적 기능이 요구되는 전자파 흡임과 반사기능이 추가되고 있다. 이 분야에 대한 실제적 실험개발과 특허에 관한 관심이 요구된다.

○ 응용된 복합소재의 유리 섬유 사이의 내부 연결을 허용한 수지 섬유소 매트릭스의 형성 때문에 단단한 유리층 조성화와 다기능을 가진다. 조성화 층상 기판은 다른 코팅 또는 제어층을 포함하고, 단순한 아플리케 또는 건축 소재로서 사용될 수 있다.

○ 최근의 복합소재로써 나노섬유들의 특성들을 효과적으로 사용하는 긴 방적사, 시트, 및 형상화된 물품들을 조립하기 위한 방법들에 대한 연구가 경쟁적으로 이뤄지고 있다. 나노섬유들은 기계적 특성들 이외에 다기능성들을 제공할 수 있기 때문에 다른 기능성들을 손상시키지 않으면서 나노섬유들로 이루어진 섬유들의 기계적 특성들을 향상시킨다. 다른 기능으로서 전기변색(electrochromism), 전기적 및 열적 전도율, 전기 기계적 구동 및 전기 에너지 저장 등을 들 수 있다.

○ 블레이드 전체를 탄소섬유 재질로 적용할 경우에는 고탄성, 저비중에는 기여할 수 있으나, 탄소섬유의 가격이 유리섬유에 비해 매우 고가(약 10배)이기 때문에 제조단가가 높아지는 단점이 있다. 또한 탄소섬유는 전도성을 갖고 있으므로, 우천 시 낙뢰에 의한 치명적인 파괴를 일으킬 수 있는 문제점을 가지고 있다. 따라서 종류가 다른 두 가지 또는 그 이상의 섬유를 복합시킨 하이브리드 복합체의 연구가 필요하다.

저자: VESTAS WIND SYSTEMS
자료유형: 특허정보