모니터링 기술 개발을 위한 선행 연구 계획. 해상 풍력 발전 시스템의 구조 건전성 및 상태 모니터링 기술 개발을 위한 예비 연구 계획.
추진 필요성 및 목적
추진 필요성
풍력 발전 시스템의 주요 구성 요소에 대한 손상 주기 및 지연 시간(REISI 데이터베이스). 육상 및 해상 풍력 에너지 시스템의 대규모 개발.
목적
원격감시를 통한 해상풍력발전시스템의 사용성 및 안전성 확보 및 전반적인 경제성 극대화에 기여 따라서 유지보수를 위한 원격감시를 통해 해상풍력발전시스템의 사용성과 안전성을 확보하고, 부품 및 구조물의 지연시간을 증가시키는 고장 및 손상을 조기에 감지하고 경고하여 효과적인 유지보수가 가능하도록 합니다.
국내외 연구개발 동향․분석
- 관련 연구/기술의 국내외 동향
- 관련기술의 시장규모 및 적용가능 분야
- 국내 연구개발 현황 및 능력분석
- 선진국 수준과의 비교
ㅇ 특히 한국기계연구원(KIMM)에서는 풍력발전시스템의 국가평가에 대한 연구를 많이 수행하고 있다. ㅇ 신재생에너지 발전시스템의 신뢰성 평가를 위해 개발된 기술 중 일부 적용 가능 해상풍력발전시스템의 상태 및 구조 건전성 모니터링 기술은 한국기계연구원을 중심으로 소규모 연구가 진행되고 있지만, 외국에 비해 수준과 완성도가 높지 않다.
그러나 USN 기반의 모니터링 시스템, 스마트 센서 기술, 보안 관리 네트워크 등에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 교육과학기술부와 국토해양부의 기존 과제로 수행되고 있어 이러한 융합기술을 해상풍력발전시스템에 활용하는 것이 필요하다. 관련 연구는 공동 연구를 통해 수행됩니다. 유럽의 경우 이미 많은 해상풍력발전단지가 건설되어 운영되고 있지만, 국내 역시 현재 시험 장비 구축 단계에 있어 모니터링 시스템의 기술 수준과 완성도가 낮다.
연구개발 목표
최종목표
단계별 연구 목표
ㅇ모델 기반 건강 모니터링 기술 개발 ㅇ신호 기반 건강 및 건강 모니터링 기술 개발 ㅇUSN 기반 계측 H/W 시스템과 하이브리드 제어 S/W 시스템 통합
ㅇ1MW급 풍력발전 시스템의 장기 시험 및 모니터링 적용을 통한 개발 시스템
연구내용 및 범위
ㅇ모델 기반 및 신호 기반 건강 모니터링 기술. 이들 장치의 상태를 감시하기 위해서는 모델 기반 방식보다는 이들 장치 주변의 가속도 등의 진동을 측정하고 신호를 분석하여 이상 상태를 파악하는 신호 기반 모니터링이 주로 연구된다. 본 연구에서는 분석이 매우 어려운 부품에 대해 신호 자체를 분석하여 이상 상태를 찾기 위한 신호 기반 모니터링을 수행하며, 그 방법에는 시계열 분석, 스펙트럼 또는 켑스트럼 분석, 시간-주파수 도메인 분석 등이 있다. 이에 대한 적용 가능성을 평가하고, 신경망 기술, 퍼지 이론 등 소프트 컴퓨팅의 적용 가능성도 검토할 계획이다.
수질 모니터링 분야에서는 모델 기반, 분석 기반 모니터링, 지역 반응 신호를 이용한 신호 기반 모니터링을 동시에 사용하는 이른바 하이브리드 모니터링 기법을 개발하여 적용할 계획입니다.
연구대상기술의 개발 가능성
기술개발 및 시장점유 가능성
ㅇ 해상풍력발전시스템은 육상풍력발전시스템과 달리 유지보수를 위한 조건 및 건전성 모니터링 시스템 구축이 필요하며 실질적인 보험료 효과를 기대할 수 있다. 이를 위한 핵심 요소 기술의 경우 국내외에서 연구되고 있는 스마트 센서 기술과 USN 기술 및 통신 기술을 선도하는 기술의 적극적인 도입을 통해 최단 시간에 효율적인 시스템 개발이 가능하다. 세계 속의 국내 기술. ㅇ 국내에 해상풍력발전시스템을 설치하는 경우 모니터링 시스템을 구축하여야 하며 그 성능은 각종 법규에서 제시하는 성능기준을 만족하여야 한다.
이러한 성능 기준을 만족하는 시스템을 만들고 USN 기술과 통신 기술을 접목해 효율성을 높인다면 국내 시장은 물론 국내 시장에서도 기술을 선도해 시장점유율을 높일 수 있을 것으로 판단된다. 국제적인. .
연구개발 추진전략 및 체계
기본방안
추진전략
ㅇ 따라서 해양공학 및 해양지반공학 분야 전문 연구기관, 전자부품연구원, 한국표준원 등 정부출연연구기관, 한국전력공사 등 공공에너지 관련 기업 및 관계기업 , 와 같은 유니슨, 한국중공업 등 참여는 필수이며 이를 통해 다학제적 연구가 진행된다. ㅇ 한편, 한국은 센서 기술과 모니터링 기술에 대한 세부 요소 기술을 보유하고 있다. KAIST, 서울대학교 등 대학과의 공동 연구를 통해 산학연의 형태로 연구를 진행하고 있습니다.
ㅇ 이들 기술은 기존의 교량, 건축구조물 등 사회기반시설의 건전성 평가시스템 개발기술과 전기·기계 분야의 상태평가 기술에서 핵심기술을 도입할 수 있다.
연구개발 추진일정
개발 시스템 통합 테스트 벤치 애플리케이션 개발 시스템 추가. 해상 풍력 발전 시스템 또는 육상 풍력 발전 시스템을 테스트하기 위한 애플리케이션입니다.
기대성과 및 활용방안
기대성과
활용방안
결론 및 정책적 시사점
결론
정책적 시사점
소요예산
참고문헌
To efficiently address the issues related to boundary conditions, a substructure identification method is proposed to evaluate the bending stiffness irrespective of the actual boundary conditions by isolating an identification area within the internal substructure. Bending stiffness of a beam-like structure such as a plate girder bridge and a box girder bridge is the most important structural parameter that determines the bridge's load-bearing capacity. However, it is very difficult to examine the simultaneous status of the boundary conditions in operation.
The input and output relationship between the responses at the interfaces and the center of the internal substructure can be represented as. The proposed method can estimate the flexural stiffness of a bridge deck regardless of boundary conditions including substructural identification. In this case study, structural damages are artificially induced by the loosening of bolts between steel box blocks, and the equivalent flexural stiffness of the superstructure is estimated using the proposed method.
