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대형 풍력발전기용 증속기 인증 시험 국내서도 가능기계연, 아시아 최대 6.7MW급 인증 기반 구축
  • 박희정 기자
  • 승인 2014.04.03 11:50
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대형 풍발전기용 증속기 인증 시험이 국내에서도 가능해진다.

풍력발전기용 증속기는 블레이드, 베어링, 발전기 등과 함께 풍력발전기를 구성하는 핵심 부품의 하나. 저속ㆍ고토크의 입력 동력을 고속ㆍ저토크의 출력 동력으로 변환해 주는 중요 부품으로서 사전에 필수적으로 성능과 신뢰성을 검증 받아야 한다.

한국기계연구원 시스템신뢰성연구실 이근호 박사팀은 5MW급 증속기를 인증 시험할 수 있는 6.7MW 증속기 시험장비를 구축했다. 국내 기술로 증속기 인증시험 기반을 구축한 것은 처음이며, 특히 5.8MW까지 시험 가능한 것은 아시아 최대 규모다.

   
▲ 한국기계연구원 시스템신뢰성연구실 이근호 박사
기존에 사용하는 증속기 시험방식은 다이나모타입(Dynamotype)으로 입출력 부분에 전기모터를 사용해 그 가운데에 일렬로 센서와 시험하고자 하는 증속기를 배치해 하중이나 토크를 재현하는 방식이었다. 이 경우 시험 시 부하의 재현이나 증속기 설치 공간 등이 자유롭다는 장점이 있으나, 전기모터 가격이 비싸 5.8MW 시험의 경우 100억 정도의 비용이 발생했다.

반면, 이 시험장비는 ‘기계식 토크순환방식’으로 시험 대상 증속기를 기어박스와 순환 형태로 묶어 토크가 내부에서 순환하며 전기모터로 외부 회전력을 받아 시험을 수행하는 방식이다. 전체 구축비용이 기존 방식의 30% 밖에 되지 않아 경제성이 높다. 또 투입 동력도 800KW로 기존 방식의 15% 정도로 유지비가 적게 드는 장점이 있다.

   
▲ 5.8MW 풍력발전기용 증속기 시험 수행 중
현재까지 개발된 기계식 토크순환방식의 시험장비는 증속기의 토크암에 비틀림을 가하여 토크가 발생되도록 하는 형식으로, 비용과 투입 동력 면에서 월등하지만, 여러 가지 형식의 시험체(토크암이 없는 시험체 등)에 적용하기 어렵고 내부에 순환되는 토크를 자유롭게 재현하기 어렵다는 단점이 있었다. 그러나 이번에 기계연 이근호 박사팀이 구축한 장비는 기계식 토크순환방식에 별도의 유성기어식 부하재현장치를 설치해 토크를 재현함으로써 다양한 기어박스를 시험할 수 있으며, 부하재현장치 내의 유압 액추에이터를 제어해, 다이나모타입과 같이 원하는 토크를 자동 제어 할 수 있다는 점이 특징이다.

지금까지는 국내에서 5MW급 풍력발전용 증속기를 시험ㆍ평가ㆍ인증 할 수 있는 기반이 취약해 높은 비용으로 해외 기관에 의존해 왔으나, 이번 장비 및 시험ㆍ인증 기술 개발로 국제 수준과 동등한 절차로 수행이 가능해져, 향후 국내 풍력발전기용 증속기 인증용 시험과 개발품의 성능 및 내구 시험을 수행할 계획이다.

연구책임자인 이근호 박사는 “이번에 구축된 대형 증속기 시험ㆍ평가ㆍ인증 기술과 시험장비는 대형 풍력발전기용 증속기 국내 상용화에 크게 도움이 될 것”이라며, “풍력발전기의 국제경쟁력을 높여 신재생에너지인 풍력산업 확대에 기여하겠다”고 밝혔다.

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박희정 기자  doban03@hanmail.net

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