초록 ▼

□ 연구개요
• 해상풍력 지지구조물(Supporting Structures for Offshore Wind Turbines)에 대한 확률론적 피로수명 평가기법을 개발하여 새로이 건설되는 해상풍력발전기의 구체적 유지관리 대책 선정 및 수립과 국내 풍력 산업의 고도화를 위해 수행된 연구임.
• 본 과제에서는 해양환경의 변동성을 고려한 확률론적 피로수명 평가방법을 개발하였으며, 해양환경의 시기적 변동성을 고려하여 피로수명을 분석하였음. 또한 누적기간에 따른 피로수명의 수렴도 분석을 수행하여 평가에 요구되는 자료의 최소 누적기간

□ 연구개요
• 해상풍력 지지구조물(Supporting Structures for Offshore Wind Turbines)에 대한 확률론적 피로수명 평가기법을 개발하여 새로이 건설되는 해상풍력발전기의 구체적 유지관리 대책 선정 및 수립과 국내 풍력 산업의 고도화를 위해 수행된 연구임.
• 본 과제에서는 해양환경의 변동성을 고려한 확률론적 피로수명 평가방법을 개발하였으며, 해양환경의 시기적 변동성을 고려하여 피로수명을 분석하였음. 또한 누적기간에 따른 피로수명의 수렴도 분석을 수행하여 평가에 요구되는 자료의 최소 누적기간을 제시하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
• 통합모델 해석 및 해양환경의 확률분포 추정(1차년도)
지반특성을 고려한 터빈/타워/기초(트라이포드 형식, 석션 버켓 기초) 통합모델 구성 및 동적 특성을 분석하고, 단순/상세모델을 이용한 응력해석 및 응력집중계수를 분석하여 피로손상 계산 시 응력집중현상을 반영함. 또한 해양환경(바람 및 파랑)에 대한 빈도 및 확률 특성을 분석하여 각 환경요인들의 확률분포 및 모수(parameters)를 추정함.
• 확률론적 피로수명 평가기법 개발(2차년도)
정적/동적 해석기법을 이용한 회귀모델의 개발을 통해 응답 해석 시 시간적 효율성을 확보하고, 연별 최대하중에 따른 피로수명 분석 및 확률론적 피로수명 평가 알고리즘을 수립함.
• 해양환경의 변동성을 고려한 확률론적 기대수명 평가기법 개발(3차년도)
Sampling 방법의 개선을 통해 회귀모델을 재개발함. 풍속의 이론적 분포(Rayleigh 분포)를 적용한 결합 확률모델 구성 및 확률론적 기대수명 평가기법을 개발함.
• 해양환경의 시기적 변동성을 고려한 기대수명 평가(4차년도, 잔여기간)
해양환경의 시기적 변동성을 고려한 기대수명을 평가하고, 해양환경자료의 누적기간에 따른 기대수명 평가 및 해양환경자료의 최소누적기간을 제시함.

□ 연구개발결과의 중요성
• 결과로부터 단기간 관측된 해양 환경요인은 구조물의 피로수명 추정에 상당한 불확실성을 제공할 수 있음을 확인하였고, 해양 환경에 대해 충분한 기간의 관찰이 필요함.
• 풍력산업의 선진국이 주도하는 해상풍력 설계기술에 대한 격차를 줄일 수 있는 계기가 됨.
• 본 개발기술 적용 시 해상풍력발전기 지지구조물의 합리적/안정적/경제적 유지관리가 가능하므로 발전비용의 경제성 확보가 가능함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 11
• 5. 연구성과 ... 11
• 끝페이지 ... 12