풍력 터빈 경사각의 최적화 및 제어

전문가 제언

○ 이 발명특허는 풍력 터빈의 경사각(tilt) 조절과 터빈 블레이드의 피치 최적화 제어에 관한 것이 특징이다.

○ 풍속은 높이에 따라서 증가하고, 로터를 지지하는 타워(tower)의 전방에서 감소되며, 블레이드들이 지나가는 원판에 걸쳐서 변동하게 된다. 따라서 대형의 풍력 터빈에서는 각 블레이드에 대한 부하와 그것을 대표하는 평균 풍속이 상이하다. 이로 인한 로터에 대한 비대칭적 부하와 지지 구조물에 대한 비대칭적 부하는 계속적으로 변화함으로써 풍력 터빈 블레이드 시스템의 수명을 단축시킨다는 점을 항시 고려하여야 한다.

○ 본 특허의 특징으로 바람의 변화에 대한 블레이드 하중 예측과 예측하고자 하는 하중 틸팅을 조정할 수 있는 풍력 터빈 틸팅의 최적화 제어 방법 및 이를 이용한 풍력 터빈을 제공할 수 있다. 실제로 측정된 하중을 기초로 하여 예측 하중신호를 계산하고, 예측 하중에 따라 블레이드 의 피치를 제어할 수 있으며 하중의 변조를 통해서 예측된 하중 가운데 피치 제어에 불필요한 주파수 성분을 제거하여 제어의 효율을 높일 수 있다. 회전센서의 설치기술을 고려한 최적화 메커니즘과 연계 제어할 수 있는 설계방안이 회피기술의 방안이다.

○ 비대칭적인 부하를 제거하기 위하여 각 블레이드의 틸팅 각도가 개별적으로 조정되거나 블레이드들의 끝 부분(tip portion)만이 가변되는 것과 각 로터 블레이드의 피치를 조정하기 위한 조정 장치를 포함하는 풍력 터빈장치에 의해 그 범위 내에서 항상 유지될 수 있다.

○ 각 블레이드의 틸팅을 조정하기 위한 조정 장치는 근접 센서를 이용하여 측정된다. 모든 측정치들은 중앙 제어장치로 통신되는데, 중앙 제어 장치는 로터상의 비대칭 부하의 크기나 방위를 결정하고, 감소된 부하를 달성하기 위하여 필요한 블레이드들의 틸팅 각도들을 개별적으로 조정하게 된다. 틸팅 각도의 조정은 블레이드들에 연결된 액추에이터들에 의하여 작동된다. 조정 개선방안과 설치 위치가 제시되어 있다.

저자

VESTAS WIND SYSTEM

자료유형

특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

정밀기계

연도

2014

권(호)

WO20140015878

잡지명

WIND TURBINE TILT OPTIMIZATION AND CONTROL

과학기술
표준분류

정밀기계

페이지

~27

분석자

이*진

분석물

• 풍력 터빈 경사각의 최적화 및 제어.pdf [351,441 byte]

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