풍력터빈 플랜지 앵커링 기초 보수 보강공법

개요

• 본 기술은 풍력터빈 타워의 하부와 콘크리트 기초 간의 연결 부분을 보강하여 기초성능을 향상시키는 풍력터빈 타워 플랜지 앵커링 기초 보수 보강 공법에 관한 것임

필요성

• 일반적으로 풍력터빈의 설계 시 사용연한을 20년 또는 25년으로 고려하고 있으며, 따라서 각종 피로설계 시에도 20년 또는 25년 피로수명을 기준으로 안전율 등을 계산하고 있음

  
  

  풍력터빈의 수명연장에 있어 가장 문제가 되는 부분이 피로손상 부분이며 특히 기초의 피로손상은 반드시 해결해야 하는 과제가 되고 있음

  
  

  이격이 발생한 부분에 대하여 그라우팅을 이용한 보수 방법이 일반적으로 널리 사용되고 있음. 이는 접합부 이격 부분에 그라우팅과 접착제 등을 주입시켜 이격된 공간을 채움으로써 추가적인 손상 발생을 방지하는 방법이라고 할 수 있음. 그러나 이러한 방법은 근본적으로 기초 접합부의 강도를 증가시켜주지 못하기 때문에 다시 이격이 발생할 가능성이 높아,  근본적인 해결방법이 되지 못함

특장점

• 풍력터빈 타워의 보수 보강 방법은 콘크리트 기초를 해체할 필요 없이 보수 보강을 수행할 수 있으므로 공사기간 및 비용을 줄이고, 사용수명 연장이 가능함

  
  

  기본적으로 풍력터빈 타워 하부와 콘크리트 기초 사이의 연결부재를 이용한 부착강도만으로 진동과 하중에 대응하기 어려운 풍력터빈 타워의 기초 접합부에 추가적으로 앵커볼트를 이용하여 지지력을 증가시켜 줌으로써 기초에서의 손상 가능성을 줄여줄 수 있음

  
  

  
   

기존 기술대비 개선점

• 풍력터빈 타워와 기초간 접합부에 발생한 손상을 보수 및 보강하는 풍력터빈 타워 플랜지 앵커링 기초 보수 보강 공법을 제공함

   

   

활용분야

• 신재생에너지를 이용한 전류 공급 등의 분야에 활용할 수 있음

시장 동향 및 전망

• 해상풍력발전 시장은 향후 30년간 크게 성장해 전 세계 누적 설치용량이 2030년 228GW, 2050년 1,000GW에 달할 것으로 전망됨. 이는 향후 30년간 연평균 11.5%씩 성장함을 의미함

  
  

  해상풍력은 2050년 전 세계 풍력 누적설치용량(6,044GW)의 약 17%를 차지할 것으로 예상됨

  
  

  향후 전세계 해상풍력의 가중평균 LCOE(균등화발전비용)는 2030년 $0.05/kWh에서 $0.09/kWh, 2050년 $0.03/kWh에서 $0.07/kWh 범위일 것으로 전망됨. 이런 수준의 LCOE가 된다면 커다란 재정적 지원이 없더라도 해상풍력이 화석연료를 활용한 발전과 대등하게 경쟁할 수 있을 것으로 보임 (출처 : 전기저널(2020). 해상풍력발전 현황 및 전망)