풍력터빈 블레이드 기술

신재생에너지원으로써 풍력에너지는 상용화에 주도적인 역할을 하고 있다. 지난 수십년간 풍력터빈의 규모는 기하급수적으로 증대되어 왔다. 이에따라 중요핵심 부품인 블레이드의 크기도 증가하면서 관련 기술도 급속히 발전되어 왔다. 설계기술은 물론이고, 소재 및 제조기술도 큰 발전이 있었다.



본 교재는 블레이드와 관련하여 복합재료를 활용한 설계 개념과 재료 및 제조기술에 대한 전반적인 사항을 개괄적으로 다루고 있어, 풍력분야에 관심있는 분에게 기초적인 지식을 전달할 수 있다고 생각하였다. 재료 측면에서는 구체적인 데이터 등을 활용할 수 있기 때문에 매우 실질적인 내용을 활용할 수 있을 것으로 판단하고 비록 특정 제품(회사)을 다루고 있지만 번역하여 기술을 공유할 가치가 있다고 생각하였다.



따라서 역자는 독일 Gurit사의 Wind Energy Handbook을 번역하여 소개하면 독자들이 블레이드에 대한 이해를 높이는데 매우 적절하다고 판단하였다. 따라서 금번 해당사의 copyright에 대한 승인하에 본 교재를 출간하게 되었다.

Part 1 풍력터빈 블레이드 공기역학 1

1.1 개요 1

1.2 바람 1

1.3 블레이드 수 2

1.4 블레이드와 풍력에너지 획득 2

1.5 비틀림 4

1.6 블레이드 단면형상 5

1.7 블레이드의 평면형상 6

1.8 회전속도 7

1.9 출력과 피치제어 9

1.10 요약 10



Part 2 풍력터빈 블레이드 구조공학 13

2.1 개요 13

2.2 구조빔 블레이드 13

2.3 블레이드 내부 빔 구조 14

2.4 적층방향 15

2.5 최적 기하학적 구조 17

2.6 피로 17

2.7 블레이드 쉘 19

2.8 루트설계 20

2.9 강성 21

2.10 섬유형태 24

2.11 구조설계 프로세스 24

2.12 안전계수 28

2.13 시험 28

2.14 구조설계 요약 29

2.15 구조설계 프로세스 30



Part 3 블레이드 제조공정 31

3.1 개요 31

3.2 수지 인퓨젼기술 33

3.3 인퓨젼 블레이드의 구조접합 46

3.4 프리프레그 기술 49

3.5 SPRINT- 기술 58

3.6 프리프레그/SPRINT- 블레이드 제조 63

3.7 프리프레그 블레이드의 접합 66

3.8 프리프레그 vs 인퓨젼 66



Part 4 풍력터빈 블레이드용 Gurit사 재료 69

4.1 개요 69

4.2 인퓨젼 공정용 블레이드용 재료 70

4.3 구조용 접착제 78

4.4 프리프레그 공정용 블레이드 재료 81



Part 5 인퓨젼 기술과 프리프레그 기술을 사용한 35m 블레이드의 비교연구 95

5.1 복합재 공정기술 95

5.2 방법론의 요약 97

5.3 블레이드 구조설계 98

5.4 재료명세서 103

5.5 직접경비 104

5.6 간접경비 106

5.7 자본지출 107

5.8 간접 및 감가상각비용 할당 109

5.9 재무분석 결과와 비율 110

5.10 요약 111

GURIT