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해상풍력 지지구조물 건설기술 개발연구

보고서 정보
주관연구기관 한국해양과학기술원
Korea Institute of Ocean Science & Technology
보고서유형최종보고서
발행국가대한민국
언어 한국어
발행년월2015-03
과제시작연도 2012
주관부처 해양수산부
Ministry of Oceans and Fisheries
등록번호 TRKO201500013683
과제고유번호 1615006218
사업명 한국해양연구원연구운영비지원
DB 구축일자 2015-08-15
키워드 풍력.타워.합성구조.신뢰성.기초.설계.지지구조물.Wind Power.Tower.Composite.Reliability.Foundation.Design.Supporting Structure.

초록

1. 경제적이고 안전한 신형식 해상 풍력 타워 구조 개발
- 신형식 해상풍력 지지구조(타워) 개발
- 신형식 해상풍력 지지구조(타워)의 해석 및 설계 기술 개발
- 신형식 해상풍력 지지구조(타워)의 설계 가이드 작성
- 신형식 해상풍력 지지구조(타워) 모듈화 방식 및 모듈의 표준화 개발
2. 해상풍력 대구경 말뚝의 수평 지지거동과 토질특성 등에 대한 불확실성을 정량적 평가를 통한 일관된 신뢰성 해석 및 설계 프로그램 개발
- 해상풍력 지지구조물 신형식 하부기초 개발 및 특허출원
- 해

목차 Contents

  • 표지 ... 1
  • 제출문 ... 2
  • 보고서 요약서 ... 4
  • 요약문 ... 5
  • 목차 ... 10
  • 표목차 ... 18
  • 그림목차 ... 24
  • Ⅰ 서론 ... 38
  • 1. 연구개발 목적 및 필요성 ... 38
  • 1.1. 연구개발 목적 ... 38
  • 1.2. 연구개발 필요성 ... 38
  • 2. 국내외 연구개발 동향 ... 49
  • 2.1. 해상풍력 지지구조물 타워구조 연구개발 동향 ... 49
  • 2.2. 해상풍력 지지구조물 하부기초 부분 연구개발 동향 ... 51
  • 2.3. 현기술 상태의 취약성 ... 54
  • 2.4. 향후 전망 ... 56
  • Ⅱ 해상풍력 타워구조 연구 ... 59
  • 1. 신형식 타워 구조 기본 이론 ... 59
  • 1.1. Concrete 재료 모델 ... 59
  • 1.2. Column Model ... 73
  • 2. 신형식 풍력 타워 최적 설계 기술 개발 ... 81
  • 2.1. Double-Skinned Composite Tubular (DSCT) 풍력 타워 설계 및 성능 평가 ... 81
  • 2.2. 대변위 효과를 고려한 DSCT 풍력 타워 설계 및 거동 분석 ... 97
  • 2.3. DSCT 풍력 타워의 공진 검토 ... 103
  • 2.4. DSCT 풍력 타워 좌굴강도 ... 111
  • 2.5. ICH RC 풍력 타워 단면 설계 ... 115
  • 2.6. 신형식 ICH RC 풍력 타워의 공진 안전성 검토 ... 128
  • 2.7. 10MW 터빈 대응 형고 125m DSCT Tower 설계 ... 130
  • 3. 풍력 터빈에 작용하는 풍하중 산정 방법 ... 132
  • 3.1. Blade 및 타워 하중 평가 방법 ... 132
  • 3.2. 간략식에 의한 추력(thrust force) 산정 ... 133
  • 3.3. NREL 5MW 풍력 터빈에 작용하는 추력 ... 134
  • 4. 신형식 타워 모듈화 기술 개발 ... 136
  • 4.1. 보강재의 보강을 통한 기둥 세그먼트 접합부 ... 136
  • 4.2. DSCT 모듈 용접 접합시 콘크리트 강도 저감 분석 ... 144
  • 4.3. 모듈러 DSCT 타워 ... 158
  • 4.4. DSCT 타워 모듈 연결부 상세 해석 : 선형해석 ... 192
  • 4.5. DSCT 타워 모듈 연결부 상세 해석 : 재료비선형 해석 ... 218
  • 5. 합성구조 타워 단면 변화별 거동 분석 ... 243
  • 5.1. ICH RC 풍력 타워 거동 해석을 위한 유한요소모델 정립 ... 243
  • 5.2. 기존 실험과의 비교를 통한 검증 ... 247
  • 5.3 결론 및 해석 input file ... 252
  • 5.4. DSCT 풍력 타워 거동 해석 ... 276
  • 6. 모듈러 ICH RC 풍력 타워 연결부 및 시공 기법 ... 294
  • 6.1. 다단형 Prestress를 통한 모듈러 풍력 타워 ... 294
  • 6.2. 강합성 중공 철근 콘크리트 풍력타워의 타워-기초 접합 기술 ... 297
  • 6.3. 조립식 강합성 중공 RC 풍력 타워의 최적 시공법 ... 300
  • 7. 복합형 신형식 풍력 타워 ... 305
  • 8. Multi Rotor Wind Turbine 기술 조사 ... 309
  • Ⅲ 해상풍력 지지구조물 하부기초 건설기술 연구 ... 314
  • 1. 해상풍력 지지구조물 신형식 하부기초형식 연구 ... 314
  • 1.1. 대표적 해상풍력 기초형식 및 설계시 주안점 ... 314
  • 1.2. 해상풍력 신형식 하부기초 제안 ... 317
  • 1.3. 해상풍력 하부기초 세굴방지공법 제안 ... 318
  • 2. 해상풍력 지지구조물 하부기초의 신뢰성 설계기준 연구 ... 323
  • 2.1. 해상풍력발전 기초구조물 설계법 ... 323
  • 2.2. 국외 해상풍력 기초구조물 설계기준 고찰 ... 332
  • 2.3. 서남해안 2.5GW 해상풍력사업 실증단지 지반특성 및 불확실성 분석 ... 342
  • 2.4. 부분안전계수 제안 ... 350
  • 3. 해상풍력 하부기초 전용 신뢰성 해석 프로그램 개발 ... 359
  • 3.1. 프로그램 개요 및 개발현황 ... 359
  • 4. 중력식 기초 모듈에 적용된 해석이론 ... 371
  • 4.1 유효단면 계산 ... 371
  • 4.2 연직 극한지지력 ... 374
  • 4.3. 저면 활동 ... 376
  • 4.4. Short Term 변위 검토 ... 377
  • 4.5. Long Term 변위 검토 ... 379
  • 4.6. 중력식 기초 신뢰성해석 예제 ... 379
  • 5. 모노파일식 기초 모듈에 적용된 해석이론 ... 388
  • 5.1. Soil-Pile Interaction 하중전이함수 ... 388
  • 6. 재킷식 기초 모듈에 적용된 해석이론 ... 391
  • 6.1 Jacket Mesh Generation ... 391
  • 6.2. Jacket Mesh Generation Example ... 394
  • Ⅳ 연구개발목표 달성도 및 대외 기여도 ... 411
  • 1. 총 연구기간 목표달성도 ... 411
  • 2. 정량적 성과 달성도 ... 412
  • Ⅴ 연구개발결과의 활용계획 ... 413
  • 1. 활용방안 ... 413
  • 2. 기대성과 및 예상파급효과 ... 413
  • Ⅵ 참고문헌 ... 414
  • 끝페이지 ... 420

연구자의 다른 보고서 :

참고문헌 (25)

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