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풍력터빈에 대한 방빙 및 제빙기술 검토

전문가 제언: ○ 풍력터빈을 사용하는 도중에 발생하는 결빙(icing)현상은 터빈의 안전과 효율적 운전에 문제를 일으키기 때문에 결빙이 생기지 않도록 예방하거나 발생한 얼음을 제거하는 것이 중요한 과제이다.

○ 결빙을 억제하기 위해 표면완화 전략을 적용하는 데 방빙(icephobic) 또는 소수성(hydrophobic)코팅방법을 실시한다. 열 경감방법에는 방빙(anti icing)과 제빙(deicing) 두 가지 방법과, 이 두 가지 경감방법을 적절히 조합한 제3의 열 경감방법 즉 열표면방법(Thermface)이 있다.

○ 강수와 대기의 구름에서 착빙은 측정과 제어오차, 동력손실, 기계적이고 전기적 고장 및 안전상의 위험을 포함하면서 각종방법으로 풍력터빈 작동에 영향을 미치고 있다. 방빙(anti-icing)과 제빙(de-icing)을 위해 여러 가지 능동적 및 수동적 방법이 개발되고 있지만 시장성은 아직 적다. 날개의 능동가열은 착빙효과를 방지하는 데 가장 많이 시험되고 확실한 방법으로 사용되고 있다.

○ 에너지소비를 낮추기 위해 수동적(passive) 소수성(hydrophobic)코팅을 병행으로 사용한다. 현장의 정확한 착빙평가는 평가단계 도중에 방빙 및 제빙시스템을 설치할 필요성과 이익을 평가하기 위해 수행된다. 이 평가는 생산을 최적화하고 결빙 문제에 관련된 부품결함을 피하기 위해서 가동 중에 계속된다. 얼음감지기와 검출력 곡선방법의 사용이 가동 중 추천되지만 상대습도 측정과 결합하는 복수의 풍속측정법은 저렴하고 평가 중에 틀림없는 결빙 검출방법이다.

○ 이 기술들은 대부분 항공 산업으로부터 풍력에너지 부문으로 전파되었으며, 약간의 치수조정 등 파라미터를 조정하면서 시행되고 있다. 가장 중요한 안전성과 경제적인 가동을 위해 날개의 관리로 방빙과 제빙 문제에서 날개의 효율적 방빙 효과를 위해 곡선모양과 코팅재료의 효과적인 소수성에 대해 계속적으로 연구할 필요가 있다고 생각된다.

저자: Olivier Parent, Adrian Ilinca
자료유형: 학술정보