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[한국해양과학기술원] 응력계 없이 응력을 측정하는 풍력터빈의 피로 수명 평가 장비

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

풍력터빈의 지지구조물에서의 피로수명을 평가하는 장치 및 그 방법

보유기관 및 연구자 : 한국해양과학기술원 / 이진학

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개요: · 풍력터빈의 지지구조물의 계측이 용이한 지점에서 정적 응답과 동적 응답을 계측하고 이를 이용하여 계측하고자 하는 응력 집중부에서의 응력 및 피로수명을 평가하는 장치

기술개발배경: · 기존의 풍력터빈에서의 응력 측정 방법은 기초와 하부구조물 사이에 직접 응력계를 설치하여 실제 발생하는 응력을 계측하는 방식
· 이 방식은 시공 시 연결부에 응력계가 설치되어 있지 않을 경우 계측이 불가능
· 응력계가 다른 구조물과 연결될 때 손상될 가능성이 매우 높음

기존기술 한계: · 기존의 응력 측정 방법은 기초와 하부구조물 사이의 연결부에 응력계를 직접 설치하는 방법
· 이 방법은 시공 시 응력계를 설치하지 못하면 계측이 불가능하며, 기초와 하부구조물이 연결될 때 응력계가 손상될 가능성이 매우 높음

개발기술 특성: · 기존의 응력 측정 방법은 기초와 하부구조물 사이의 연결부에 응력계를 직접 설치하는 방법
· 이 방법은 시공 시 응력계를 설치하지 못하면 계측이 불가능하며, 기초와 하부구조물이 연결될 때 응력계가 손상될 가능성이 매우 높음

기술구현: · 풍력터빈의 지지구조물에서 임의의 지점에 설치하는 피로수명을 평가하는 장치
- 지지구조물에 장착되어 가속도를 계측하도록 구성된 가속도계
- 지지구조물에 장착되어 변형률을 측정하도록 구성된 변형률계
- 지지구조물에 장착되어 경사도를 측정하도록 구성된 경사계
- 각 계측기에서 측정된 값으로 수치 해석 모델을 이용하여 피로 수명을 평가

[피로수명 평가 그래프]

시장동향: · 세계풍력에너지위원회에 의하면 2020년에는 글로벌 연간 설치가 80GW로 증가할 것으로 전망
· 전세계적으로 풍력에너지 장비 설치율이 증가하고 있음