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대형 풍력터빈의 블레이드 시험기술 현황

전문가 제언: ○ 블레이드는 풍력터빈의 가장 핵심적인 부품 중 하나이기 때문에 대표적 시작품을 만들고 실증적인 시험을 통해 그 블레이드의 실제 성능이 요구 규격과 정확하게 일치하고 있음을 보장하여야 한다. 특히 설계 수명 기간 동안 블레이드가 극한하중과 피로하중을 모두 견딜 수 있음을 입증하여야 한다.

○ 풍력 블레이드 시험은 통상 시험기준 IEC61400-23에 따르고, 블레이드의 실제 성능이 요구 규격에 일치하는지 확인하는 절차이다. 시험 목적은 블레이드가 정해진 사양에 맞추어 제조되고, 규정된 극한 상태에서도 신뢰성을 보장할 수 있는지를 확인하는 것이다.

○ 블레이드 시험방법은 정적시험 및 피로시험 두 가지가 있고, 부하를 가하는 방법에 따라 하중시험과 강도시험이 있다. 하중시험은 블레이드가 규정된 하중 범위 내에서 파괴가 일어나지 않는 것을 입증하는 방식으로서 일반적으로 인증과정의 한 가지 방법으로 채택한다. 강도시험은 제작한 블레이드의 강도 데이터를 기준으로 파괴가 일어날 때까지 시험하는 것으로 블레이드의 강도와 파괴 메커니즘을 직접 평가한다.

○ 대형 풍력 블레이드에 적용하고 있는 새로운 개념의 다축 시험방법은 플랩방향과 에지방향으로 동시에 가속하는 시험방법이다. 플랩방향 운동은 2축 가속 시스템에 의해 발생하고, 에지방향 운동은 2개의 유압 액추에이터에 의해 생성된다. 또한 선형 가이드레일 시스템은 블레이드 운동에 따라 플랩방향으로 액추에이터를 작동한다.

○ 국내에는 전북 부안 신재생에너지 실증연구단지 내에 아시아 최대 규모의 풍력 시험동이 운영되고 있다. 이곳에서는 풍력발전기의 주요부품인 블레이드, 증속기, 베어링 등의 성능평가와 인증업무가 수행되고 있다. 군산산업단지에 집중된 블레이드 제조업체, 풍력 시험동, 풍력 전문대학 등의 협력으로 블레이드의 설계, 제조 및 시험인증 분야에서의 국산화가 조속히 이루어질 것으로 기대한다.

저자: P. Malhotra
자료유형: 학술정보