R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201616CCTI-B063905-05 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 10MW급 강재 및 3MW급 복합 합성구조 풍력발전타워 설계기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2012-11-28 ~ 2018-03-27 | |||||
| 연구책임자 | 황민오 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
6명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
26명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 1,548,000,000 원 기업 : 957,039,000 원 계 : 2,505,039,000 원 |
총연구비 | 정부 : 6,945,000,000 원 기업 : 2,927,279,000 원 계 : 9,872,279,000 원 |
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| 연구기관명 | 주식회사 포스코 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | 979-11-956645-3-5 | |||||
| 주요 내용 |
○ 국외 설계기준에 의존할 수밖에 없는 불합리한 설계 관행을 벗어남과 동시에 국내 독자기술 확보로 인한 기술 자립화가 가능하도록 하는 풍력발전 타워의 국내 환경을 반영한 고유 설계 기술 및 사용 중 이상시를 대비한 상시 계측 유지관리 시스템 구축 기술 ○ 풍력발전 타워의 운영중 구조물 건전도 평가 방법 및 보수보강 의사결정 방법을 제시함으로써, 선진국에 비해 110%~150% 수준으로 형성된 유지보수 비용을 절감하고, 국가 중요 발전시설물인 풍력발전 시스템의 안정적인 전력생산에 기여고자 하는 풍력타워 계측평가 및 유지관리 기술 (분리공모) ○ 5MW 이상 초대형 풍력발전기 개발 추세에 따라 허브높이 100m~150m를 확보할 수 있도록 기존 Tubular 단면 외에 모듈 패널 쉘구조, 대단면 강관 단면 보강기술, 멀티 기둥 등을 적용한 강재 타워 구조 시스템 기술로써, 운송 제약 한계를 극복하고 기존 Tubular 형식 대비 경제성 제고가 가능하도록 하는 설계/제작/설치기술 및 Test Bed 적용을 통한 실용화 기술 ○ 시공 효율성 향상, 공기 단축 및 경제성 제고를 가능하게 하는 합성 단면 타워 구조 및 복합 소재 타워 구조 시스템 기술로써, 최적화 설계 기술 및 정？동적 해석 기술을 도출하고, Pilot Test 현장 적용성 검증을 통해 현재 풍력 발전 시장의 주 대상인 2~3MW급 풍력발전기에 대응하도록 하는 모듈러 형식 풍력타워 시스템 기술 [최종목표] ○ 본 연구의 최종 목표는 풍력발전 타워 기술 국내 자립화 및 세계 최고수준의 World Best급 풍력발전 타워 시스템의 개발 ○ 국내 실정에 맞는 풍력발전 타워의 국내 설계기준 정립을 통하여 설계 자립화 기반을 마련하고 풍력발전 타워의 제작, 시공기술 자립화 ○ 풍력발전 시스템의 대형화에 대비하여 5~10MW급 대형 풍력발전 시스템을 지지하는 강재 풍력타워의 설계/제작/시공기술 개발 ○ 가장 일반적으로 적용되는 2~3MW급 풍력발전 시스템을 지지하는 타워에 대하여 신형식 복합 합성 풍력발전 타워 개발 ○ Test Bed 구축을 통한 개발 기술 상용화 기반 마련 [연구내용 및 범위] ○ 풍력발전 타워 국내 설계/시공 자립기반 구축 - 기존 설계 방법의 적절성 검토 - 풍하중 산정 기법 및 하중계수 개발 - 풍력발전 타워의 구조해석 모델링 및 - 정적, 동적 해석을 통한 구조적 안전성 검토 - 진동 및 피로해석을 통한 타워 내구수명 평가 기술 - 풍력발전타워의 설계 기술 기반 구축 기술 - 구조물 내하력 산정 기술 - 국내 환경 대응 설계 예제집 및 설계 기준안 개발 - 풍력발전 타워의 시공 기술 기반 구축 기술 - 시공 단계를 고려한 시공지침안 개발 ○ 대단면 대형 강재 풍력타워의 설계, 제작 및 시공 기술 개발 - 고내구성 소재 도장 방식 최적화 및 대형 강재타워 내구성 향상 지침 개발 - 광폭후판 적용 대단면 강관타워 보강재 설계 기술 - 절곡 부재 적용 모듈러타워 상세 도출 및 설계 기술 - 멀티기둥 강재타워 이음부 상세 도출 및 설계 기술 - 시스템 안전성 평가 및 피로성능 시험을 통한 구조물 내구수명 검증 - 강관/모듈러/멀티기둥 타워 단면 설계 매뉴얼 및 설계 예제집 개발 - 대단면 대형 강재타워 Test Bed 구축 - Test Bed 제작/운송/설치 매뉴얼 개발 - 진동/피로/풍하중에 의한 성능 개선 타워 상세 개발 - 강재타워 개선 구조 시스템 해석 및 실험적 거동 평가 - 강관/모듈러/멀티기둥/개선구조 타워 제품매뉴얼 개발 ○ 신형식 복합 합성구조 풍력발전 타워 개발 - 단면 합성 재료 선정 및 합성 방안 개발 - 합성단면 풍력타워 기본 이론 정립 및 해석 기술 개발 - 합성단면 풍력 타워 모듈화 기술 및 연결 기술 개발 - 고내구성, 내부식성 및 경량 복합소재 부재 상세 개발 및 설계기술 개발 - 고강성 확보를 위한 복합소재의 최적 매트릭스-화이버 배합 및 적층설계 기술 - 합성 단면 및 복합소재 풍력 타워 구조의 동적/내진 안전성 평가 - 정？동적 시험을 통한 합성 단면 및 복합소재 풍력 타워 구조 성능 평가 - 3MW 대응 합성 단면/복합소재 타워 구조 경제성 분석 - 3MW 대응 합성 단면/복합소재 타워 단면 설계 매뉴얼 및 설계 예제집 개발 - 중소형 복합소재 타워 제작 매뉴얼 개발 - 합성 단면 및 복합소재 풍력 타워 Pilot Test 시험체 설계도서 개발 ○ (분리공모) 풍력발전타워 계측평가 및 유지관리 기술 개발 - 풍력타워 계측 시스템 구축 및 활용 방안 분석 - 계측을 통한 풍력타워 성능평가 알고리즘 개발 - 풍력타워 보수보강 의사결정 알고리즘 개발 - Test Bed 구조물 모니터링 시스템 구축 기술 - 계측을 통한 풍력타워 유지관리 모듈 개발 - 풍력발전타워 유지관리 지침 개발 |
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| 색인어 | 한글 | 풍력 | 타워 | 설계 | 제작 | 시공 |
| 영문 | Wind Power | Tower | Design | Fabrication | Construction | |
| 최종보고서 | 180713_A_풍력타워_최종보고서(총괄본)_1.pdf 180713_A_풍력타워_최종보고서(총괄본)_2.pdf 180713_A_풍력타워_최종보고서(총괄본)_3.pdf | |||||