풍력터빈 블레이드와 타워용 다목적 재료

전문가 제언

○ 현재 세계는 탄소 중립의 청정에너지 기술을 향해 지속적인 노력을 하고 있다. 따라서 풍력발전시스템과 같은 신재생 에너지 소스는 점점 인류의 관심을 받고 있다. 에너지 생산은 이제 더 이상 터빈의 새로운 메가와트 범위를 설치할 때 고려해야 할 유일한 기준이 아니다. 구조적 강성, 비용 효율성, 생명주기 영향 및 무엇보다도 오히려 질량 감소가 새로운 설치 관점에서 시나리오에 왔다. 따라서 이 문제가 풍력터빈 설계 관점에서 뒤따랐다.

○ 이글은 처음에는 내재하는 구조적 제약과 잠재적 설계목적에 근거한 블레이드와 타워 재료선택 지수를 확립하기 위한 것이 목적이다. 다음에는 육상과 해상 풍력 응용을 위한 소?대 규모 수평 축 풍력 터빈을 위한 블레이드와 타워 재료선택 측면을 강조했다. 마지막으로 다중 제약을 받는 복합 목적 기반 설계 최적화 절차에 일치하는 신소재를 구별했다. 이 글의 발견이 구조적으로 더 유망하고, 경제적으로 더 경쟁적이고, 환경적으로 더 청정한 녹색 터빈으로부터 거대한 규모의 풍력에너지를 활용하는데 이용될 수 있다.

○ 조선 대학교 임성진 등은 유리섬유/에폭시 복합재를 이용한 2 MW 풍력터빈 시스템 타워에 대한 특정 구조설계 절차가 하중 분석, 단계적 설계 변경을 통한 최적구조설계 및 해석을 통해 새로이 제안되었다. 최적 타워설계는 풍력터빈 시스템 단가의 20% 이상을 차지하는 중요한 구조물 이다. 타워 구조 설계 시, 풍하중, 블레이드, 나셀, 타워 등에 의한 자중, 블레이드 공기 역학적 항력 등의 3가지 하중이 고려된다. 상용 유한요소 해석 프로그램인 MSC.NASTRAN/PATRAN을 통하여 구조적 안전성을 검토 하였다. 최종 제안한 타워 형상은 모든 설계 요구조건을 충족함을 확인하였다.

○ 복수 목적 재료선택 연구가 이 글에서 블레이드와 타워구조물에 네 가지 상충하는 목적인 질량, 탄소 배출량, 재료비 및 에너지 구현의 최소화에 근거해서 추구되어 해상 풍력 설계자에게 큰 도움이 될 것이다.

저자

A. RAshedi et al,

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2012

권(호)

37

잡지명

Materials & Design

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

521~532

분석자

신*순

분석물

• 풍력터빈 블레이드와 타워용 다목적 재료.pdf [261,958 byte]

이미지변환중입니다.