소음 감소장치를 가진 풍력터빈 블레이드

전문가 제언

○ 이 발명특허는 선단으로부터 일정한 거리에 위치하는 몇 개의 척추모양의 등뼈형상을 가진 딤플형 트레일링 에지 콤(trailing edge comb)을 사용하여 공력 소음을 감소시킬 수 있도록 블레이드 표면을 형성한 것이 특징이다.

 

○ 풍력터빈의 작동과 함께 로터가 회전할 때 발생되는 풍력터빈 블레이드 공력 소음은 에어 포일 리프팅에서 일반적으로 발생한다. 특히 a)난류 경계층 유동, b)경계층과 실속 익형 흐름의 분리 시, c)라미나 경계층의 불안정 상태의 와류 소용돌이, d)무딘 트레일링 에지 영역에서 발생한 와류 소용돌이다. 공력 소음의 주요 원인은 풍력 터빈 블레이드의 트레일링 에의 외부영역에서 발생한다. 날개에 의해 생성된 잡음이 풍속과 블레이드의 회전속도에 비례한다.

 

○ 본 특허의 유용성과 인용기술은 블레이드의 큰 하중에 대해서도 충분한 날개 강도와 높은 내구성을 유지하고 블레이드의 소형화를 가능하게 하면서 블레이드 내에 소음감소장치를 설치하여 소음억제를 이룰 블레이드의 새로운 형상구조를 제공한 것으로 제너럴 일렉트릭사에서 제시한 트레일링 에지에 변화를 이룩한 구조이다.

 

○ 블레이드의 중간 및 끝단(tip) 부근에서는 성능을 향상시키기 위하여 양항비가 높아야 한다. 블레이드의 피치 각을 증가시키면 블레이드 표면에서 공기의 점성에 의한 경계층과 역 압력 구배 영향 등으로 흐름이 뒷전으로부터 박리가 발생되고 이러한 흐름의 박리는 양력의 감소와 급격한 항력의 증가를 유발시킨다. 블레이드에 소음감소 모듈을 더 추가할 수 있는 것을 고려한 설계방안이 기술회피 방안이 된다.

 

○ 풍력터빈 블레이드의 소음 및 진동 감소를 위한 특허는 블레이드의 프로파일 구조변경과 가변피치의 제공 공명기를 이용한 방안 등 다양하게 연구 개발되고 있다. 이 특허의 경우 풍력발전기용 블레이드에 소음감소장치와 트레일링 에지 콤을 설치하여 주위의 와류 흘림 현상을 보호 감소시켜, 풍력터빈 운용 시에 발생되는 유체유발 진동과 소음을 저감할 수 있는 효과를 제안한다.

저자

SIEMENS AKTIENGESLLSCHAFT

자료유형

특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

정밀기계

연도

2014

권(호)

WO20140048581

잡지명

A WND TRBINE BADE WITH A NOISE RDUCTION DEVCE

과학기술
표준분류

정밀기계

페이지

~12

분석자

이*진

분석물

• 소음 감소장치를 가진 풍력터빈 블레이드.pdf [411,007 byte]

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