[학위논문]풍력발전기 나셀 내부의 조기 화재감지기 설계와 화재모니터링 통신방법에 관한 연구 A Study on the Design of Early Fire Detector and the Communication Methods of Fire Monitoring for Nacelle of Wind Power Generator원문보기
최근 국내에서도 신재생에너지에 대한 관심도가 높아지고 있다. 여러 종류의 신재생에너지 중에서도 대표적인 풍력발전소와 풍력발전단지의 보급이 점차 확대되고 있는데, 이렇게 풍력발전 에너지에 대한 산업 규모의 증가와 함께 풍력발전기에 대한 안전사고의 발생도 매년 증가하고 있다. 특히, 풍력발전기의 동력전달장치 부분인 나셀(Nacelle)의 내부는 기어박스, 베어링, 유압계통, 전원장치, ...
최근 국내에서도 신재생에너지에 대한 관심도가 높아지고 있다. 여러 종류의 신재생에너지 중에서도 대표적인 풍력발전소와 풍력발전단지의 보급이 점차 확대되고 있는데, 이렇게 풍력발전 에너지에 대한 산업 규모의 증가와 함께 풍력발전기에 대한 안전사고의 발생도 매년 증가하고 있다. 특히, 풍력발전기의 동력전달장치 부분인 나셀(Nacelle)의 내부는 기어박스, 베어링, 유압계통, 전원장치, 컨버터, 변압기, 브레이크 등으로 구성되어 있는데, 윤활유 및 전기계통 등에서 가연성 물질에 의한 위험 인자들이 상시 존재하고 있어, 낙뢰나 내부적인 기계결함에 의한 화재가 빈번히 발생하고 있다. 세계적으로도 풍력발전을 사용하는 해외 각국에서는 풍력발전을 이루는 구성 중에 풍력터빈에 대한 화재 예방 규정을 제도화하여 적용하고 있으며, 국내에서도 최근 2016년도에 “발전용풍력설비판단기준”에서 화재로부터 풍력터빈을 보호하기 위한 화재방호설비 시설 의무규정을 신설하였다. 본 연구는 풍력발전기의 나셀 내부에서 화재의 발생 여부 및 화재가 발생할 수 있는 징후를 미리 확인할 수 있도록, 국내외 현행규정에 맞는 고감도 화재감지기의 설계방법 및 다수의 풍력발전기에 대한 화재감시 모니터링 네트워크를 구축하는 통신방법에 관하여 연구하고자 한다. 먼저, 나셀 내부에 대한 환경적인 특성을 연구하고 이에 적용할 수 있는 화재감지기들의 감지능력 및 감지방법 등을 종류별로 비교하여 분석한 후에 그 중, 가장 적응성이 있고 실정법에 맞는 고감도 화재감지기로 판단하여 선정한 아날로그식 공기흡입형 연기감지기(Air Sampling Smoke Detector)를 나셀의 내부에 설계하는 방법에 대하여 설명하였다. 또한, 설계에 적용한 공기흡입형 연기감지기의 적응성에 대하여 연기감지기 공기 흐름 모델링 프로그램의 결과 데이터를 분석하여, 실제로 조기에 화재를 감지할 수 있는지에 대해서 분석하였다. 이러한 결과를 종합방재실 또는 관제상황실에서 확인할 수 있도록, 다수의 풍력발전기를 연동하여 실시간으로 환경상태를 감시할 수 있는 화재감시 모니터링에 대한 감지기 간의 네트워크 통신 구성방법들을 제시하였다.
최근 국내에서도 신재생에너지에 대한 관심도가 높아지고 있다. 여러 종류의 신재생에너지 중에서도 대표적인 풍력발전소와 풍력발전단지의 보급이 점차 확대되고 있는데, 이렇게 풍력발전 에너지에 대한 산업 규모의 증가와 함께 풍력발전기에 대한 안전사고의 발생도 매년 증가하고 있다. 특히, 풍력발전기의 동력전달장치 부분인 나셀(Nacelle)의 내부는 기어박스, 베어링, 유압계통, 전원장치, 컨버터, 변압기, 브레이크 등으로 구성되어 있는데, 윤활유 및 전기계통 등에서 가연성 물질에 의한 위험 인자들이 상시 존재하고 있어, 낙뢰나 내부적인 기계결함에 의한 화재가 빈번히 발생하고 있다. 세계적으로도 풍력발전을 사용하는 해외 각국에서는 풍력발전을 이루는 구성 중에 풍력터빈에 대한 화재 예방 규정을 제도화하여 적용하고 있으며, 국내에서도 최근 2016년도에 “발전용풍력설비판단기준”에서 화재로부터 풍력터빈을 보호하기 위한 화재방호설비 시설 의무규정을 신설하였다. 본 연구는 풍력발전기의 나셀 내부에서 화재의 발생 여부 및 화재가 발생할 수 있는 징후를 미리 확인할 수 있도록, 국내외 현행규정에 맞는 고감도 화재감지기의 설계방법 및 다수의 풍력발전기에 대한 화재감시 모니터링 네트워크를 구축하는 통신방법에 관하여 연구하고자 한다. 먼저, 나셀 내부에 대한 환경적인 특성을 연구하고 이에 적용할 수 있는 화재감지기들의 감지능력 및 감지방법 등을 종류별로 비교하여 분석한 후에 그 중, 가장 적응성이 있고 실정법에 맞는 고감도 화재감지기로 판단하여 선정한 아날로그식 공기흡입형 연기감지기(Air Sampling Smoke Detector)를 나셀의 내부에 설계하는 방법에 대하여 설명하였다. 또한, 설계에 적용한 공기흡입형 연기감지기의 적응성에 대하여 연기감지기 공기 흐름 모델링 프로그램의 결과 데이터를 분석하여, 실제로 조기에 화재를 감지할 수 있는지에 대해서 분석하였다. 이러한 결과를 종합방재실 또는 관제상황실에서 확인할 수 있도록, 다수의 풍력발전기를 연동하여 실시간으로 환경상태를 감시할 수 있는 화재감시 모니터링에 대한 감지기 간의 네트워크 통신 구성방법들을 제시하였다.
Recently, interest in renewable energy is increasing in Korea. Among the various types of renewable energy, representative wind power plants and wind power generation complexes are increasingly spreading. As a result of such an increase in the size of wind power generation industry, safety incidents...
Recently, interest in renewable energy is increasing in Korea. Among the various types of renewable energy, representative wind power plants and wind power generation complexes are increasingly spreading. As a result of such an increase in the size of wind power generation industry, safety incidents for wind power generators are increasing every year. Especially, Nacelle, which is the power transmission part of wind turbine, is composed of gear box, bearing, hydraulic system, power supply, converter, transformer and brake. In case of lubricant and electric system, Are frequently present, and fire caused by lightning or an internal mechanical defect frequently occurs. Worldwide, overseas countries using wind power generation have systematically applied the fire prevention regulations for wind turbines among wind turbines, and in Korea, recently, in 2016, "Wind turbine for power generation facilities" And the requirements for fire protection facilities were newly established. In this study, a method of designing a highly sensitive fire detector according to current domestic and foreign regulations and a fire monitoring system for a large number of wind generators were established so that the presence of a fire in a nacelle of a wind turbine generator and the signs that a fire could occur can be confirmed in advance We want to study communication method. First, the environmental characteristics of the nacelle are studied, and the detection ability and the detection method of the fire detectors that can be applied to the nacelle are compared and analyzed. Then, the most suitable and the high sensitivity fire detector A method for designing an air sampling smoke detector has been described. In addition, we analyze the result data of the smoke detector airflow modeling program about the adaptability of the designed detector to analyze whether it can detect fire early. In order to confirm these results in a comprehensive disaster prevention room or a control room, a method of network communication configuration between detectors for fire monitoring capable of monitoring environmental conditions in real time by linking a plurality of wind power generators is presented.
Recently, interest in renewable energy is increasing in Korea. Among the various types of renewable energy, representative wind power plants and wind power generation complexes are increasingly spreading. As a result of such an increase in the size of wind power generation industry, safety incidents for wind power generators are increasing every year. Especially, Nacelle, which is the power transmission part of wind turbine, is composed of gear box, bearing, hydraulic system, power supply, converter, transformer and brake. In case of lubricant and electric system, Are frequently present, and fire caused by lightning or an internal mechanical defect frequently occurs. Worldwide, overseas countries using wind power generation have systematically applied the fire prevention regulations for wind turbines among wind turbines, and in Korea, recently, in 2016, "Wind turbine for power generation facilities" And the requirements for fire protection facilities were newly established. In this study, a method of designing a highly sensitive fire detector according to current domestic and foreign regulations and a fire monitoring system for a large number of wind generators were established so that the presence of a fire in a nacelle of a wind turbine generator and the signs that a fire could occur can be confirmed in advance We want to study communication method. First, the environmental characteristics of the nacelle are studied, and the detection ability and the detection method of the fire detectors that can be applied to the nacelle are compared and analyzed. Then, the most suitable and the high sensitivity fire detector A method for designing an air sampling smoke detector has been described. In addition, we analyze the result data of the smoke detector airflow modeling program about the adaptability of the designed detector to analyze whether it can detect fire early. In order to confirm these results in a comprehensive disaster prevention room or a control room, a method of network communication configuration between detectors for fire monitoring capable of monitoring environmental conditions in real time by linking a plurality of wind power generators is presented.
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