30kW 풍력터빈용 아마섬유 복합재 블레이드 제조를 위한 구조 시험 분석 연구
Structural Test Analysis Study for Manufacturing of Flax Fiber Composite Blades for 30kW Wind Turbines
0
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
최근 탄소 중립 등 지속 가능한 발전을 위한 지구환경 문제가 대두되면서 기존 풍력터빈의 소재인 유리섬유 복합재의 폐기 시 처리 방안이 문제가 되고 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 기존의 유리섬유 복합재를 대체할 수 있는 친환경 복합재인 아마섬유 기반 복합재를 활용하여 30kW 풍력터빈 블레이드를 제조하고 적합성을 평가하였다. 먼저 친환경 천연 아마섬유 복합재의 풍력터빈 블레이드 소재로 활용 가능성을 검증하기 위해 기계적 강도 측정 시험을 수행하였으며, 그 결과 선행 아마섬유 복합재 물성 연구 대비 좀 더 우수한 강도가 측정된 것을 확인하였다. 또한 제작된 30kW 급 아마섬유 복합재 블레이드를 활용하여 아마섬유 복합재 블레이드의 정적 강도를 측정하는 정적강도 성능평가 시험을 통하여 적합성을 확인하였다.
Abstract
Recently, as global environmental issues for sustainable development, such as carbon neutrality, have emerged, disposal methods of glass fiber composites, a material of existing wind turbines, have become a problem. To solve this problem, in this study, 30kW wind turbine blades were manufactured using flax fiber-based composites, which are eco-friendly natural fiber composites that can replace existing glass fiber composites, and their suitability was evaluated. First, mechanical property tests were conducted to verify the feasibility of using eco-friendly natural flax fiber composites as a wind turbine blade material, and as a result, better strength were confirmed compared to previous studies on the properties of flax fiber composites. In addition, the suitability was confirmed through a static strength performance evaluation test to measure the static strength of the flax fiber composite blade using the manufactured 30kW class flax fiber composite blade.
참고문헌 (9)
- Fourth Biennial Update Report, , The Government of the Republic of Korea, 1~164 (2021)
- Lee, H. G., "A Direction for the Development of High Performance Concrete using Recycled Waste Low-grade FRP and Waste Glass Sludge", Magazine of the Korean Recycled Construction Resources Institute, 17(1), pp.15~21 (2022)
- 박광림, "친환경 소재를 적용한 500W급 고효율 수평축 풍력터빈 블레이드 설계에 관한 연구", Composites Research, 28(3), pp.104~111 (2015), 한국복합재료학회
- 조동환, "자연순환형 바이오복합재료", 엘라스토머 및 콤포지트, 44(1), pp.13~21 (2009), 한국고무학회
- 박현범, "아마", 비닐 에스테르 자연 섬유 복합재료의 기계적 특성 분석 연구, 2014, pp.27(1), 19~24[DOI]
- Shah, D. U., "Can Flax Replace E-glass in Structural Composites? A Small Wind Turbine Blade Case Study", Composites : Part B, 52, pp.172~181 (2013)
- 박현범, "자연섬유 복합재료 풍력 발전 시스템 블레이드 제작 및 구조 시험 연구", 항공우주시스템공학회지, 11(4), pp.30~35 (2017), 항공우주시스템공학회[DOI]
- Lee, J. H., "A Study on Failure Strength of Composite Key Joint", Proceeding of T EAM2020, 2020, 14~20
- "IEC 61400-23, Structural Test for Full-scale Wind Turbine Rotor Blade", International Electrotechnical Commission, ~ (2014)