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[국내논문] 광대역 전력선통신 기반 풍력발전기 너셀 내부 화재예방시스템
A Fire Prevention System of the Nacelle of Wind Turbine Generator System Based on Broadband Powerline Communication 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.13 no.6, 2018년, pp.1229 - 1234  

김현식 ((주)매트론) ,  주우진 ((주)매트론) ,  강석근 (경상대학교 반도체공학과)

초록
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본 논문에서는 풍력발전기 너셀 내부에서 발생 가능한 화재를 예방하거나 신속하게 대응하기 위하여 광대역 전력선통신시스템 기반 화재 예방시스템을 구현하고 실증실험을 수행한 결과를 제시한다. 이를 위하여 고속 전력선통신용 주파수 대역에서 우수한 손실 특성을 가지는 유도성 통신 연결장치도 제작하였다. 구현된 시스템은 터빈 너셀에 설치된 온도, 불꽃, 연기센서 등 다양한 센서 정보와 열화상 이미지를 전력선통신시스템을 통하여 지상관제소에 고속 전송함으로써 너셀 내부의 환경변화를 실시간으로 감시할 수 있음을 확인하였다. 따라서 구현된 시스템은 이미 설치된 기존 안전시스템과 연동하여 풍력발전기 화재감시 및 예방체계의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, a fire prevention system based on a broadband powerline communication (PLC) system is implemented and a demonstration experiment is carried out to prevent from or promptly dealing with possible fires within the nacelle of a wind turbine generator system (WTGS). For this purpose, an in...

주제어

#전력선 통신   #유도성 통신 연결 장치   #풍력 발전기   #너셀  

표/그림 (9)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 풍력발전기 너셀 내부에서 발생 가능한 화재를 예방하거나 신속히 대응하기 위하여 광대역 전력선통신시스템 기반 화재 예방시스템을 구현하고 실증실험을 수행한 결과를 제시하였다. 여기서는 광대역 전력선통신용 주파수 대역에서 우수한 손실 특성을 가지는 유도성 연결장치도 제작하였다.
  • 본 논문에서는 풍력발전기 자체 전원 기반 광대역 전력선통신(powerline communication, PLC)을 이용한 발전기 너셀 내부 화재 예방시스템을 구현하고 실증 실험 수행 결과를 제시한다. 이를 위하여 광대역 전력선통신용 주파수 대역에서 우수한 전송특성을 가지는 유도성 연결장치(inductive coupler)도 제작하였다.

가설 설정

  • 이는 전력선통신 모뎀(PLC modem)과 유도성 통신 연결장치를 통하여 통신매체인 전력선에 인가된다. 유도성 연결장치가 획득한 전자기장은 전력선통신 모뎀에서 데이터 신호로 변경되고 관제시스템에 해당되는 서버용 PC는 수신된 신호를 해석하여 너셀 내부에서 일어나는 환경변화를 감지한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
풍력발전의 특징은? 특히, 풍력발전은 여러 가지 신재생에너지 발전방식 가운데 비교적 경쟁력이 높은 방식으로 2017년 9월 제주시 한경면에 30 MW급 해상풍력단지가 상업용 운전을 개시한 것을 비롯 전국 각지에 발전단지가 설립되는 등 실용화가 활발히 진행되고 있다. 하지만 풍력발전을 위해서는 연중 안정적으로 바람이 부는 비교적 광활한 대지가 필요하고, 하나의 길이가 80 m에 이르는 대형 로터(rotor) 또는 로터 블레이드(rotor blade)가 회전하면서 발생되는 소음으로 인하여 대부분의 풍력발전단지는 해상이나 산간 등 접근성이 떨어지는 곳에 주로 위치한다. 따라서 낙뢰나 태풍 등 자연재해가 발생하는 경우 신속히 대처하기 힘든 단점도 있다.
풍력발전의 단점은? 하지만 풍력발전을 위해서는 연중 안정적으로 바람이 부는 비교적 광활한 대지가 필요하고, 하나의 길이가 80 m에 이르는 대형 로터(rotor) 또는 로터 블레이드(rotor blade)가 회전하면서 발생되는 소음으로 인하여 대부분의 풍력발전단지는 해상이나 산간 등 접근성이 떨어지는 곳에 주로 위치한다. 따라서 낙뢰나 태풍 등 자연재해가 발생하는 경우 신속히 대처하기 힘든 단점도 있다.
최근 화력 및 원자력에너지에 대한 의존도가 점차 감소하는 이유는? 최근 탈원전 중심 에너지 전환정책이 추진되면서 화력 및 원자력에너지에 대한 의존도가 점차 감소되고 있다. 정부는 ‘안전하고 깨끗한 에너지로의 전환’이라는 목표 아래 태양광, 풍력 등 신재생에너지의 비중을 2030년 약 20%까지 증대시키는 방침을 정하고 관련 정책과 사업을 추진하고 있다.
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참고문헌 (10)

  1. The Confederation of Fire Protection Associations in Europe, Wind Turbines Fire Protection Guideline, CFPA-E Guideline No. 22:2012F, Copenhagen, Sept. 2012. 

  2. E. Alejandra, "Passive fire protection system for wind turbines," EP Patent, no. EP2273110, Jan. 12, 2011. 

  3. J. Him, "Windpower generator with the fire detection method," Korea Patent, no. 10-1297424, Aug. 09, 2013. 

  4. M. Kim and J. Lim, "A study on the early fire detection based on environmental characteristics inside the nacelle of wind turbine generator system," J. Korean Soc. Precis. Eng., vol. 31, no. 9, Sept. 2014, pp. 847-854. 

  5. H. Ferreria, L. Lampe, J. Newbury, and T. Swart, Power Line Communications: Theory and Applications for Narrowband and Broadband Communications over Power Lines. Singapore: Wiley, 2010. 

  6. IEEE Std. 1901.2a-2015, IEEE Standard for Low-Frequency (less than 500 kHz) Narrowband Power Line Communications for Smart Grid Applications. IEEE, Piscataway, N.J., 2015. 

  7. IEEE Std. 1901-2010, IEEE Standard for Broadband over Power Line Networks: Medium Access Control and Physical Layer Specifications. IEEE, Piscataway, N.J., 2011. 

  8. K. S. Park, "Implement of a watt-hour meter monitoring system using powerline communication," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 8, no. 8, Aug. 2013, pp. 1143-1148. 

  9. S. Kim and D. Kim, "Power line communication based public address system," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 12, no. 6, Dec. 2017, pp. 1035-1042. 

  10. H. Kim and S. Kang, "A powerline-based legacy-line communication system for implementation of a communication networks in ship," J. of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, vol. 19, no. 8, Aug. 2015, pp. 1831-1838. 

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