-- 심포지엄에서 수석 블레이드 설계 전문가 Koji Fukami 연구 결과 발표
-- 풍력 에너지 기술 발전에 큰 도움 기대
로스킬레, 덴마크 2024년 3월 27일 /PRNewswire=연합뉴스/ -- 청정에너지 장비 전문 회사인 Shanghai Electric(SEHK: 2727, SSE: 601727)의 자회사 Shanghai Electric Wind Power Group이 최근 덴마크 로스킬레에 위치한 유럽혁신센터(European Innovation Center) 설립 5주년을 기념하는 행사를 열었다. 이번 행사는 풍력 에너지 분야의 중요한 발전을 기념하는 행사다.
최근 덴마크 공과대학교에서 '풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지 부분 침식(Leading Edge Erosion of Wind Turbine Blades)'을 주제로 열린 제5회 국제 심포지엄에서 Koji Fukami 수석 블레이드 설계 전문가는 "심각한 리딩 에지 거칠기 효과에 대한 공학적 추정(Engineering Estimation of Severe Leading Edge Roughness Effect)'이라는 제목의 연구 결과를 발표했다. 유럽혁신센터와 공동으로 수행한 이 연구에서 Koji Fukami 수석 전문가는 내륙과 해안가의 강수량이 많은 환경에서 풍력 터빈 블레이드의 거칠기가 미치는 영향을 추정하는 새로운 방법을 소개했다.
Koji Fukami 수석 전문가는 "학계와 풍력 에너지 산업을 연결해 열악한 조건에서 블레이드 설계를 평가하고 최적화할 수 있는 보다 실용적이면서 시간과 비용 모두가 효율적인 방법을 모색해야 할 필요가 있다"며 연구 배경을 설명했다.
풍력 터빈 블레이드는 풍력 발전의 효율성에 매우 큰 영향을 미치며 블레이드의 무결성은 시스템 생산성에 직접적인 영향을 끼친다. 특히 풍력으로 인한 침식은 자주 발생하는 문제다. 업계에서는 빗물에 의한 침식이 블레이드의 리딩 에지 부분에 손상을 일으키는 주요 원인으로 간주하고 있다.
메가와트급 블레이드는 90m/s 이상의 날개 끝 속도(tip speed)로 작동하기 때문에 빗방울이 총알처럼 엄청난 힘으로 부딪힐 경우 심각한 찢어짐 현상을 유발할 수 있다. 이러한 충격이 반복적으로 가해지고 지속적으로 받는 타격과 측면의 찢기는 힘에 의해 코팅이 벗겨지는 피로가 누적되면 결국 보호층이 손상되면서 전체 리딩 에지 보호 구조가 파손된다.
따라서 실제 작동에 필요한 블레이드와 에어포일(airfoil•날개 단면)을 설계할 때 가혹한 환경 조건이 미치는 영향을 해결하는 것은 견고한 성능을 위해 필수적이다. 이번에 소개된 새로운 방법은 컴퓨팅 수요를 줄이면서 블레이드 설계를 위한 정밀한 시뮬레이션을 가능하게 하여 설계 프로세스를 더 빠르고, 저렴하고, 기능적으로 만들어줄 수 있다는 장점이 있다. 이 최첨단 모델링 방법은 전기 풍력 발전이 극한의 기후 도전에 직면했을 때 풍력 터빈 블레이드의 견고성과 신뢰성을 확보하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
이 방법은 불안정한 공기역학 개념을 통해 실제 작동 조건을 재연한 시뮬레이션 결과를 바탕으로 에어포일의 설계를 최적화한다. 이러한 방법을 시뮬레이션한 데이터와 일리노이 대학에서 공개한 실험 데이터가 높은 일치도를 보이면서, 두 결과가 매우 잘 일치한다는 것을 보여줬다.
오는 11월 유럽혁신센터는 덴마크 공과대학교와 새로운 풍동(wind tunnel•빠르고 센 기류를 일으키는 장치) 실험에 초점을 맞춘 새로운 협력을 시작해 새로운 에어포일 설계의 성능을 테스트하는 동시에 새로운 시뮬레이션 방법을 평가할 예정이다.
2019년 3월에 설립된 이 센터는 풍력 터빈 기술, 산업 성장, 응용 노하우, 풍력 에너지 설치에 필요한 자연환경 등 풍력 에너지 분야에서 덴마크의 전략적 강점을 잘 활용했고, 그 결과 수많은 엘리트 엔지니어링 전문가들이 센터로 몰려들었다.
사무실 하나로 시작한 스타트업에서 이제는 수많은 직원을 보유한 현대적인 과학 혁신 센터로 빠르게 발전한 유럽혁신센터는 현재까지 기술 혁신 프로젝트에서 다양한 성공을 거두면서 수많은 특허를 획득했다. 이러한 발전은 제어 알고리즘, 부하 분석, 블레이드 설계와 풍력 발전소 최적화의 발전에도 큰 도움을 주고 있다는 평가다.
더 자세한 정보는 https://www.shanghai-electric.com/listed_en/windpower/에서 확인할 수 있다.
출처: Shanghai Electric
SOURCE Shanghai Electric
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