내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

첨단기술정보

home
알림마당
과학기술정보분석
첨단기술정보

풍력터빈에서 기어박스 베어링의 형상이 신뢰성에 미치는 영향

전문가 제언: ○ 풍력에너지는 친환경적, 반영구적이며 점차 에너지 생산 비용이 낮아지고 있어 현재 세계적으로 각광받는 에너지원이다. 풍력발전기의 기어박스는 정상적인 에너지 생산을 위해 필수적이지만 빈번한 고장으로 인해 풍력발전기의 설비가동률을 낮추는 주요 요인이 된다. 기어박스의 고장에 대해 비토크 하중의 영향이 가장 큰 관심의 대상이 되고 있다.

○ 본문은 여러 가지 형태의 유성기어 베어링의 신뢰성에 미치는 영향을 검토하였다. 풍력터빈 기어박스의 저속 유성기어 단계에 위치하고 있는 원통형 및 테이퍼 롤러 베어링의 강성 매트릭스는 기전 구동 계통 시뮬레이션에 포함된다. Matlab/Simulink에 정의된 시스템은 공탄성 소프트웨어에 정의된 풍력터빈과 함께 시뮬레이션을 수행하였다.

○ 메인 베어링은 강성이 증가함에 따라 기어박스 입력축의 변위가 증가하고 입력하중의 크기는 감소하며, 굽힘 모멘트에 대한 강성이 기어박스의 입력하중에 큰 영향을 미친다. 즉 메인 베어링의 강성이 클수록 기어박스의 수명은 유리하나, 메인 베어링의 사이즈 및 가격을 상승시키고, 내력을 증가시켜 축과 메인 베어링의 파손을 유발시킬 수 있다.

○ 현재 풍력 부품의 국산화율은 가격을 기준으로 70% 수준이다. 부품수로 보면 70%에 미치지 못한다. 블레이드는 일찍이 국산화됐지만 풍력의 회전속도를 높이는 기어박스는 아직 국산화되지 않았으며, 영구자석형 발전기와 풍력터빈 제어기술은 확보됐다. 베어링의 경우 요-피치 베어링은 국산화됐으나 주축 베어링 기술은 아직 확보되지 않았다.

○ 해상풍력의 발전을 위해 국내 풍력발전 기업들도 풍력터빈의 모든 부품에 관해 대표적인 구조 및 결함을 자세하게 검토하여, 바람의 조건, 재료 강도에 관한 사전 지식을 근거로 부품의 기대수명을 예측할 수 있어야 한다. 특히 아직 국산화가 이루어지지 않은 유성기어 단에 있는 베어링의 경우 전단 및 굽힘 모멘트와 같은 비토크 하중에 의해 생성되는 축 하중을 포함한 분석이 이루어지기 기대한다.

저자: Juan Gallego-Calderon, Anand Natarajan, Nikolay K. Dimitrov
자료유형: 니즈학술정보