기계硏, 해상풍력 고유진동수 이용한 구조건전성 감시시스템
[이투뉴스] 해상풍력발전기의 안전여부를 효과적으로 진단할 수 있는 구조건전성 감시시스템이 개발됐다. 해상풍력발전단지를 한층 경제적이고 안전하게 운영하고, 풍력발전 경쟁력 강화에 도움이 될 전망이다.
한국기계연구원(원장 박상진)은 해상풍력발전기가 갖는 고유진동수를 활용해 상태를 정밀하게 감지하는 구조건전성 감시시스템을 21일 개발했다.
풍력발전기의 구조안정성은 날개가 회전하며 발생하는 하중에 크게 영향을 받는다. 풍력발전을 해저에 설치하기 때문에 조류와 파도뿐만 아니라 해수에 의한 구조물 부식, 해저지형의 침식도 영향을 줘 지지구조 건전성이 중요하다.
기계연구원은 풍력발전기의 지지구조 안전성을 효과적으로 진단하기 위해 구조건전성 감시시스템을 이용해 고유진동수를 실시간으로 감지하는 기술을 개발했다. 구조건전성 감시시스템은 건물과 교량 같은 대형 구조물에서 발생할 수 있는 사고를 예방하기 위해 다양한 정보를 측정해 안전성을 감시한다.
연구팀은 해상풍력발전기의 동작여부와 발전량, 회전속도 등 다양한 센서 정보를 바탕으로 미세하게 달라지는 고유진동수를 추정하는데 성공했다. 지금까지 구조물의 건전성을 감시하기 위해 다양한 센서정보를 개별분석해야 했지만, 이 기술로 고유진동수를 측정해 안전성 진단이 가능하다.
연구팀은 친환경공법으로 주목받고 있는 석션버켓 지지구조 해상풍력발전기에 기술을 적용해 데이터 획득 및 감시성능을 검증했다.
서윤호 책임연구원은 “이 기술을 활용하면 해상풍력단지 운영안전성을 획기적으로 강화해 친환경적이며 경제적인 풍력에너지 활용을 확대하는데 기여할 수 있을 것”이라며 “우리 기술로 우리 지형에 최적화된 구조물 감시가 가능해 효율적이고 안전한 발전시스템을 만드는 게 가능하다”고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 지원 기계연구원 주요사업 인공지능 기반 기계 시스템 예측 진단 및 사고대응 기술 개발과제와 산업통상자원부가 지원하는 실규모 해상풍력 터빈을 탑재한 석션버켓 지지구조 실증연구 과제의 일환으로 수행됐다.
진경남 기자 jin07@e2news.com