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추력센서를 가진 풍력터빈 제어장치

전문가 제언: ○ 이 특허는 풍력터빈의 추력 증가 시 추력센서를 통해 추력 하중을 감지하고 그 값에 따라 시정 조치를 수행하는 제어 시스템으로써, 추력의 하중 변동결과에 제동 시스템을 활성화하여 회전자 속도의 오버 슈트를 제한하는 시정 조치를 수행 한다.

○ 본 특허의 특징은 바람 속도와 방향이 매우 빠르게 변화할 경우, 로터 공력 토크의 안전 한계 및 속도가 초과 하면 제어 시스템이 폐쇄 명령을 시작한다. 추력 센서, 오버 스피드 축 속도 센서를 기반으로 하는 경우 모든 장치는 블레이드, 허브, 드라이브 트레인 및 서브시스템에 위험 스트레스가 발생하고 오류가 감지된다.

○ 강풍에 의한 손상을 방지하려면 풍력 터빈이 전력 제어 및 운영을 종료하기 위해 사용되는, 회전자 샤프트의 속도를 감지하고 로터 속도 센서를 작동한다. 따라서 풍력 터빈 샤프트가 이상 속도인 경우 제동 시스템이 활성화되고, 회피방안은 사프트 회전 측정과 설치 구조의 변경을 통해 실시한다.

○ 작은 풍력터빈의 문제점은 수신된 풍속계 정보를 이용하도록 설계된 풍속제어장치의 비용이 고가이며 또한 풍속계의 이용에 관련된 복잡성이 비용, 운전 또는 신뢰도에 해로울 수 있다. 풍속 제어장치가 작은 풍력터빈에 장착되면, 터빈 운전이 풍속 판독과 상충하기 때문에 미세한 범위에서 풍속 제어장치로부터 생성된 정보가 부정확할 수 있다. 특정 조건 하에서 풍속 제어장치는 고장일 수 있거나 또는 부정확한 결과를 생성할 수 있다.

○ 풍력터빈 제어 문제는 터빈 내의 출력을 제한하는 기존 방법이 효과적이지만 특정한 부하 문제, 타워에 대한 휨모멘트, 터빈 샤프트상의 주 부하 및 블레이드에 대한 플랩 방향 휨 모멘트(flapwise bending moment)를 충분히 제어할 수 없다. 부하는 출력 및 RPM과 독립적이고 풍속이 증가하면 부하는 계속 상승한다. 이 제어장치는 운전 조건에 따라 풍속이 조절되면 이들 조건에서의 부하를 제어할 수 있다.

저자: CARUSO Silvestro
자료유형: 특허정보