KR101239778B1 - 바람에 의해 동력을 공급받는 터빈 및 그 작동 방법 - Google Patents

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Abstract

위에 링이 동심으로 장착된 회전 샤프트 상에 장착된 허브를 구비하는 풍력 터빈을 개시한다. 상기 링은 구동 휠에 연결되어 있으며, 이어서 상기 구동 휠은 발전용 구동 제너레이터에 연결되어 있다. 상기 구동 휠과 상기 링 사이의 접촉력과 접촉부의 개수를 제어하고, 그리고 바람 상태를 모니터링하는 동안 풍력 터빈에 대한 피칭, 요잉 및 브레이크와 같은 다른 요소들을 제어함으로써 풍력 터빈의 속도를 제어하기 위해 제어기가 연결되어 있다.

Description

바람에 의해 동력을 공급받는 터빈 및 그 작동 방법{WIND TURBINE TO PRODUCE ELECTRICITY}
본 발명은 에너지를 발생시키는 풍력 터빈에 관한 것이며, 보다 상세하게는 동심을 갖는 링이 위에 장착되어 있는 회전가능한 샤프트 상에 장착된 허브를 구비하는 풍력 터빈으로서, 상기 링이 에너지 발생 설비를 구동시키는 풍력 터빈에 관한 것이다.
풍차를 포함한 풍력 터빈이 공지되어 있으며, 이러한 풍력 터빈은 제너레이터, 컴프레서 또는 펌프를 포함한 동력 에너지 발생 설비 뿐만 아니라 다른 장치에도 사용되는 것으로 알려져 있다. 풍력 터빈은 샤프트에 연결되며, 샤프트 내의 회전 에너지는 에너지 발생 설비를 구동시키는데 사용되는 것으로 알려져 있다. 풍차 또는 풍력 터빈은 블레이드로부터 샤프트를 통해 에너지 발생 설비에 에너지를 전달하기 위한 기어 박스를 구비한다. 전기 에너지를 발생시키는데 풍력 터빈을 사용하는 것이 공지되어 있지만, 풍력 터빈을 사용하여 60 사이클 전기를 발생시키는 데에는 상당한 어려움이 있었다. 60 사이클 전기가 없다면, 종래의 풍력 터빈으로부터의 출력은 그리드(grid)에 의해 에너지화되지 않고서는 전기 공공 시설의 그리드 시스템(grid system)에 연결될 수 없다. 60 사이클 전기를 발생시키는 것이 어려운 이유는, 풍속이 끊임없이 변화하며 이에 따라 풍력 터빈의 블레이드의 회전 속도가 변화하기 때문이다. 또한, 바람이 불지 않는 동안 또는 풍력 터빈을 회전시키기에 충분한 속도로 바람이 불지 않는 동안에는, 풍력 터빈에 의해 전기 에너지가 발생되지 않는다. 종래의 풍차는 또한 주로 기어 박스에 기인한 심각한 동력 제한(power limitations)을 가진다. 종래의 풍력 터빈은 3.5 MW를 초과하는 동력 용량을 가지지 못한다.
본 발명의 목적은 일정한 속도로 전기 발생 설비를 작동시키도록 제어할 수 있는 풍력 터빈을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 터빈의 블레이드가 가변 속도로 변화할 지라도 출력이 일정한 속도를 가지는 풍력 터빈을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 실질적으로 일정한 속도로 에너지 발생 설비를 구동시키고 또한 경제적으로 에너지를 발생시키도록 제어될 수 있는 풍력 터빈을 제공하는 것이다.
바람에 의해 동력을 얻는 터빈은 샤프트 상에 로터를 포함한다. 이 로터는 자신으로부터 외측으로 연장하는 복수의 블레이드를 구비하며, 이들 블레이드는 바람이 충분히 강할 때 샤프트를 회전시키도록 형상화되어 있다. 이 샤프트는 바람의 방향이 변화함에 따라 바람의 내측 또는 외측으로 요잉 운동(yaw movement)으로 복수의 블레이드를 이동시킬 수 있는 지지부 상에 회전가능하게 지지되어 있다. 터빈은 피치 조절 메카니즘을 구비한다. 샤프트는 자신과 동심(concentric)을 갖도록 장착된 링을 구비한다. 다수의 로테이터는 이러한 링과 제거가능하게 접촉하도록 장착되어 있다. 이들 로테이터는 에너지 발생 설비를 구동시키도록 연결되어 있다. 이들 로테이터는 자신이 링과 함께 접촉해 있는 경우 링과 함께 회전하도록 구성됨으로써, 바람이 블레이드를 회전시키는 경우 에너지 발생 설비를 구동시킨다. 제어기는 바람이 충분히 강한 경우 터빈의 속도를 제어하도록 연결되어 있으며, 또한 상기 로테이터와 상기 링 사이의 각각의 접촉부를 독립적으로 제어하도록 연결되어 있다. 바람직하게는, 로터가 샤프트와 블레이드 사이에 위치한 허브를 구비한다.
또한, 복수의 블레이드 각각은 포스트를 구비하는 것이 바람직하며, 이러한 포스트는 포스트의 외측부 상에 장착된 블레이드 형상 부분을 갖는 허브로부터 외측으로 연장한다.
도 1은 본 발명에 따른 풍력 터빈의 정면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 풍력 터빈의 측면도이며,
도 3은 샤프트 및 링의 확대 측면도이고,
도 4는 제너레이터 레이아웃의 정면도이며,
도 5는 링의 확대 측면도이고,
도 6은 링의 부분 사시도이며,
도 7은 링의 측면도이고,
도 8은 샤프트에 연결된 2개의 스포크의 부분 사시도이며,
도 9는 일단부에 스플라인을 갖는 샤프트의 측면도이고,
도 10은 원주 둘레로 스플라인을 갖는 샤프트의 단부도이며,
도 11은 제너레이터 및 타이어 조립체의 사시도이고,
도 12는 타이어 조립체 및 유압 제어 메카니즘의 개략도이며,
도 13은 유압 제어 메카니즘의 일측면의 확대 개략도이고,
도 14는 제너레이터 기부의 사시도이며,
도 15는 제너레이터 기부 및 타이어 마운트 조립체의 사시도이고,
도 16은 블레이드 섹션의 단부도이며,
도 17은 각각의 블레이드에 대한 피치 메카니즘 레이아웃의 단면도이고,
도 18은 허브의 정면도이며,
도 19는 허브의 측면도이고,
도 20은 브레이크 시스템의 개략 측면도이며,
도 21은 브레이크 시스템의 캘리퍼스의 사시도이고,
도 22는 캘리퍼스 및 브레이크 디스크의 사시도이며,
도 23은 본 발명에 따른 풍력 터빈의 제 2 실시예의 정면도이고,
도 24는 본 발명에 따른 풍력 터빈의 제 2 실시예의 블레이드의 사시도이며,
도 25는 본 발명에 따른 풍력 터빈의 제 2 실시예의 블레이드 허브 커넥터의 사시도이고,
도 26은 도 25의 커넥터의 사시도이며,
도 27은 칼라의 사시도이고,
도 28은 본 발명에 따른 풍력 터빈의 제 2 실시예의 블레이드-허브 연결부의 부분 사시도이며,
도 29는 본 발명에 따른 풍력 터빈의 제 2 실시예의 피치 메카니즘의 측면도이고,
도 30은 타워의 제 1 섹션의 측면도이며,
도 31은 타워의 제 2 섹션의 측면도이고,
도 32는 타워의 제 3 섹션의 측면도이며,
도 33은 타워의 기반부의 사시도이고,
도 34는 타워의 기반부의 평면도이며,
도 35는 도 34의 단면 A-A를 따라 절취한 타워의 기반부의 단면도이고,
도 36은 링이 기어와 접촉해 있는 풍력 터빈의 다른 실시예이며,
도 37은 도 36의 단면 A-A를 따라 기어 배열체의 부분도이고,
도 38은 도 36의 단면 B-B를 따라 기어의 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 허브(6) 상에 동일한 간격으로 장착된 3개의 블레이드(4)를 갖춘 풍력 터빈(2)이 도시되어 있다. 이러한 허브(6)는 제너레이터 하우징(10) 안으로 연장하는 회전가능한 샤프트(8)에 연결되어 있다. 제너레이터 하우징(10)은 턴테이블(turntable; 12) 상에 장착되어 있으며, 이어서 턴테이블(12)은 기반부(foundation; 16)를 갖춘 타워(14) 상에 장착되어 있다. 도 2를 참조하면, 이들 블레이드는 4°만큼 상부에서 전방으로 그리고 하부에서 후방으로 경사질 수 있음을 확인할 수 있다. 이러한 블레이드의 경사도는 상이한 허브(different hub)를 설치함으로써 조절된다.
도 3을 참조하면, 제너레이터 하우징(10)의 확대 측면도가 도시되어 있다. 제너레이터 하우징(10)의 내부에는 전방 베어링(18) 및 후방 베어링(20) 상에 샤프트(8)가 회전가능하게 장착되어 있음을 확인할 수 있다. 제너레이터 하우징(10)은 제너레이터 조립체 지지 구조체(도 3에 도시안함)를 포함한다. 허브(6)(도 3에 도시안함)와 함께 샤프트(8)와 동심을 갖는(concentrically) 링(26)이 상기 샤프트(8) 상에 장착되며, 이러한 링(26)은 샤프트(8)와 실질적으로 평행한 접촉면(28)을 가진다. 이러한 제너레이터 하우징(10)는 그 전방의 양쪽(도 3에는 한쪽만 도시됨)에 전기 구동 모터(30)를 갖고 있는데, 이러한 전기 구동 모터(30)는 기어 감속기(32), 피니온 샤프트(pinion shaft; 34), 피니온(36) 및 볼 베어링(38)에 연결되어 있어서 제너레이터 하우징(10)이 요잉 운동(yawing motion)으로 회전할 수 있게 한다. 물론, 제너레이터 하우징이 회전하면, 샤프트 및 블레이드가 동시에 요잉 운동으로 회전한다.
도 4에는 제너레이터 하우징(10)의 정면도가 도시되어 있다. 제너레이터(40)는 제너레이터(40)를 구동시키도록 연결된 복수의 타이어(tire; 42)를 구비하고 있음을 확인할 수 있다. 이러한 제너레이터(40)는 링(26)(도 4에 도시하지 않음)에 대응하는 원형 배열체인, 지지 플레이트(24)를 갖춘 지지 구조체(22) 상에 장착되어 있다. 타이어(42)는 링(26)의 접촉면(28) 내측 및 외측으로 제거가능하게 이동할 수 있도록 장착되어 있다. 이러한 타이어(42)는 개별적으로 제어가능해서, 각각의 타이어(42)가 링(26)과의 접촉부 내측과 외측으로 이동할 수 있을 뿐만 아니라 접촉면 상에서의 각각의 타이어의 힘이 제어될 수 있다.
도 5에는 접촉면(28)을 갖춘 링(26)의 확대 측면도가 도시되어 있다. 링(26)은 복수의 스포크(spoke; 44)(도 5에는 이들 중 하나만 도시됨)와 각각의 스포크(44)로부터 연장하는 아암(52)을 구비한다. 도 6에는 링(26) 및 스포크(44)의 부분 사시도가 도시되어 있다. 링(26)은 복수의 리브(rib; 48)가 그 위에 위치하는 외부면(46)을 구비한다. 앵글 브라켓(angle bracket; 50)은 이러한 링(26)을 스포크(44)에 연결시킨다. 복수의 스포크(44)(도면에는 이들 중 하나만을 도시함)는 샤프트(8)(도 6에는 도시하지 않음)로부터 외측으로 연장되어 있다. 각각의 스포크(44) 상에는 스포크(44)에 링(26)을 연결시키는 앵글 브라켓(50)이 위치한다. 동일한 구성요소에 대해서는 도 3에 사용된 도면부호와 동일한 도면 부호를 도 5 및 도 6에 사용하였다.
도 7에는 링(26)과 스포크(44) 사이의 연결부의 측면도가 도시되어 있다. 동일한 구성요소를 표현하기 위해, 도 6에 사용된 도면부호와 동일한 도면 부호를 도 7에 사용하였다. 스포크(44)에 강도를 주기 위해 아암(52)이 경사지게 연장되어 있다(도 5 마찬가지로 참조).
도 8에는 샤프트(8) 상에 동심으로 장착되는 슬리브(54)에 연결된 스포크(44)의 사시도가 도시되어 있다. 도 6 및 도 7의 구성요소와 동일한 구성요소를 나타내도록 도 8에 동일한 도면 부호를 사용하였다. 슬리브(54)는 샤프트(8)의 원주 둘레에 서로로부터 동일한 간격으로 위치하는 다수의 스플라인(spline; 56)을 수용하도록 형상화되어 있음을 확인할 수 있다.
도 9에는 일단부에 스플라인(56)을 갖는 샤프트(8)의 측면도가 도시되어 있다. 도 10에는 스플라인(56)을 보여주는 샤프트(8)의 단부도가 도시되어 있다.
도 11에는 타이어 조립체 장착부(58)가 도시되어 있는데, 이러한 타이어 조립체 장착부(58)는 타이어 조립체 장착부(58)와 E-형 브라켓(62) 사이에 연결된 유압 실린더(60)를 구비한다. 유압 실린더(60)는 유압 제어 메카니즘(64)에 의해 제어된다. E-형 브라켓(62)은 베어링(66)을 구비한다. 복수의 타이어(42)는 샤프트(70)를 회전시키도록 연결되어 있고, 이어서 샤프트(70)는 제 1 범용 조인트(72) 및 제 2 범용 조인트(74)에 연결되어 있어서 스텝 업 기어(step up gear; 76)를 회전시킨다. 이어서, 이러한 스텝 업 기어(76)는 제너레이터(78)를 구동시키도록 연결되어 있어서 전기를 발생시킨다.
도 12에는 유압 실린더(60), 제어 메카니즘(64) 및 E-형 브라켓(62)의 개략적인 부분 측면도가 도시되어 있다. 동일한 구성요소에 대해서는 도 11에 사용된 도면 부호와 동일한 도면 부호를 도 12에 사용하였다. 유압 실린더(60)는 링(26)(도 12에 도시하지 않음)과의 접촉부 내측 및 외측으로 복수의 타이어(42)를 이동시키도록 장착되어 있음을 확인할 수 있다. 제어 메카니즘(64)은 톱니형 커넥션 로드(saw tooth connection rod; 82)의 양측 상에 위치하는 2개의 유압 실린더(80)를 구비한다. 2개의 유압 실린더(80)가 도 12에 도시된 연장된 위치에 있는 경우, 복수의 타이어(42)는 링(도 12에 도시하지 않음)으로부터 더 멀어지게 이동될 수 없다. 즉, 복수의 타이어가 링(26)에 대항해서 가압되며 제어 메카니즘(64)의 유압 실린더(80)가 연장되는 경우, 유압 실린더(80)의 단부(84)가 커넥션 로드(82)의 톱니부(86) 안으로 삽입되면서 복수의 타이어가 그 위치에서 잠금될 것이다.
도 13에는 내부에 피스톤(88)을 갖는 유압 실린더(80) 중 하나의 실린더의 확대 측면도가 도시되어 있다. 유압 라인은 유압 실린더(80) 안으로 유압액을 인도하여 피스톤이 강제로 외측으로 밀어냄으로써, 스틸 로크(steel lock; 84)를 연장시킨다. 유압액의 압력이 해제되면, 스프링에 의해 피스톤이 연장되지 않은 위치로 복귀하고 커넥션 로드(82)(도 13에 도시하지 않음)의 톱니부(86)로부터 스틸 로크(84)가 제거된다. 도 12 및 도 13을 참조하면, 톱니부는 톱니부 중 1개 부분 상에 경사면을 가지고 톱니부의 다른 측면 상에 연직면을 가지도록 형상화되어 있음을 확인할 수 있다. 스틸 로크(84)는, 유압 실린더(60)가 링(26)(도 12 및 도 13에 도시되지 않음)에 대항해서 보다 더 상당히 용이하게 가압할 수 있으면서 타이어가 링(26)으로부터 멀어져서 유압 실린더(60)를 향해 용이하게 이동하지 않도록 유사하게 형상화되어 있다.
도 14 및 도 15에는 제너레이터 기부(base; 92) 및 타이어 조립체 장착부(58)가 도시되어 있다. 도 14 및 도 15를 도 11과 비교하면, 제너레이터 기부(generator base; 92)가 제너레이터(78) 및 스텝 업 기어(76)를 지지한다는 것을 확인할 수 있다. 이러한 제너레이터 기부(92)는 평면(96)을 지지하는 칼럼(94)을 구비한다. 이러한 칼럼(94)은 평면(96)에 대해 요구되는 높이에 따라 결정되는 길이를 변화시킬 수 있다. 도 4를 참조하면, 제너레이터는 제너레이터 하우징(10)의 바닥부 내의 높이를 변화시키는 칼럼 상에 지지되어 있음을 확인할 수 있다. 제너레이터 하우징(10)의 상부에는 지지 플레이트(24) 상에 제너레이터가 지지되어 있다.
도 16에는 블레이드(14)의 단면이 도시되어 있다. 바람직하게는, 이들 블레이드는 유리 섬유 및 에폭시 수지와 혼합된 탄소 섬유로 이루어져 있다. 바람직하게는, 외부층은 적층된 섬유 물질로 이루어져 있으며, 보다 두꺼운 내부층은 보다 가벼운 지지 물질로 이루어져 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 블레이드(4)는 그 내측 단부에 부착된 플랜지(102)를 구비한다. 이러한 플랜지(102)는 피치 메카니즘(104)에 볼트조임되어 있다. 피치 메카니즘(104)은 피치 베어링(106)을 구비하며, 피치 기어(108)는 피치 피니온(pitch pinion; 110)과 상호 작용한다. 피치 피니온은 이 피치 피티온(110)을 회전시키도록 기어 감속기(114)를 갖춘 전기 모터(112)에 의해 제어된다. 피치 피니온이 회전함에 따라 블레이드(14)의 피치가 변화될 수 있다. 전기 모터(112) 및 기어 감속기(114)는 피치 메카니즘(104)과 볼트조임되어 있다.
도 18 및 도 19는 각각 허브(6)의 정면도 및 측면도이다. 허브(6)의 전방부는 샤프트(8)에 연결되어 있다. 허브(6)의 3개의 측면(도면에는 하나의 측면만 도시됨)은 각각의 블레이드에 대한 피치 메카니즘(도 18 및 도 19에는 도시되지 않음)에 연결되어 있으며, 이어서 이러한 피치 메카니즘은 커넥터(98)와 그리고 복수의 블레이드(4)에 연결되어 있다.
도 20, 도 21 및 도 22에는 풍력 터빈의 브레이크 시스템이 도시되어 있다. 도 20을 참조하면, 전방 베어링(18)과 후방 베어링(20) 사이에 위치한 브레이크 디스크(116)를 확인할 수 있다. 도 21을 참조하면, 2개의 브레이크 패드(120)를 갖는 브레이크 캘리퍼스(brake calipers; 118)가 도시되어 있다. 하나의 브레이크 패드는 브레이크 디스크(116)의 일측면 상에 위치하며, 다른 브레이크 패드는 브레이크 디스크(116)의 다른 측면 상에 위치해 있다. 이들 브레이크 시스템은 유압 공급 라인(124)에 연결된 유압 실린더(122)를 통해 유압식으로 작동된다. 도 22에는 브레이크 디스크(116)의 원주 둘레에 장착된 여러 개의 브레이크 캘리퍼스(118)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 캘리퍼스와 디스크 브레이크는 종래 기술이고, 더 설명되지 않는다.
도 23, 도 24 및 도 25에는 3개의 블레이드(128)를 갖는 터빈(126)의 다른 실시예가 도시되어 있는데, 이들 3개의 블레이드(128)는 도 23에서 볼 수 있듯이 블레이드(4)와 상이하며 외부 블레이드 섹션(130) 및 내부 포스트 섹션(132)을 가지고 있다. 도 23에 도시된 나머지 구성요소들은 도 1에 도시된 구성요소와 동일하며 동일한 도면 부호를 사용하여 표시되어 있다.
도 24는 블레이드 섹션(130) 및 포스트 섹션(132)을 갖는 하나의 블레이드(128)의 사시도이다. 블레이드(128)는 블레이드(4)보다 길이가 길고 보다 큰 원주에 걸쳐 바람을 맞게 된다. 도 25를 참조하면, 포스트 섹션(132)은 내단부에 외부 플랜지(134)를 갖고 외단부에 칼라(collar; 136)를 갖는 확대된 허브 대 블레이드 연결부(hub to blade connection)임을 확인할 수 있다. 블레이드(128)의 외부 블레이드 섹션(130)은 포스트 섹션(132)의 외단부 안으로 볼트결합되어 있다. 도 26, 도 27 및 도 28은 도 25에 도시된 블레이드 대 플랜지 연결부의 다른 도면이다. 도 26, 도 27 및 도 28에는 동일한 구성 요소들을 표현하기 위해 도 25에 사용된 도면 부호와 동일한 도면 부호를 사용하였다. 포스트 섹션(132)의 외단부는 칼라(136)에 대응하는 일련의 개구부(138)를 내부에 구비하고 있다. 포스트 섹션(132)의 외단부는 블레이드의 외부 블레이드 부분(130)을 수용하도록 구성되어 있다. 도 25 및 도 28에 가장 잘 도시되어 있듯이, 블레이드(128)의 외부 블레이드 부분(130)은 포스트 섹션(132)의 내부 포스트 안으로 볼트결합 또는 스크류결합되어 있다. 도 29를 참조하면, 피치 메카니즘(142)은 상이한 복수의 블레이드(128)를 수용하도록 피치 메카니즘(104)에서 다소 변경되어 있다. 도 29에서는 동일한 도면 부호를 표현하기 위해 도 17 및 도 25 내지 도 28에 사용된 도면 부호와 동일한 도면 부호를 사용하였다. 블레이드(128)의 내부 포스트 섹션(130)은 그 위에 플랜지(134)를 구비한다.
도 30 내지 도 35에는 타워(14)의 구성 요소가 도시되어 있다. 타워는 도 30에 도시된 바와 같은 상부 섹션(144), 도 31에 도시된 바와 같은 중앙 섹션(146), 및 도 32에 도시된 바와 같은 하부 섹션(148)을 구비한다. 도 33 내지 도 35에 도시된 바와 같이 기반부(foundation; 16)의 기부(base; 152) 상에는 바닥 섹션(150)이 장착되어 있다. 도 36 내지 도 38에는 링(26)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 보다 상세히 설명하듯이 타이어에 의해 만들어지는 접촉부를 갖는 대신, 링(156)이 플레이트(158)의 둘레 상에 위치한다. 링(156)은 플레이트(158)의 둘레부이고 또한 복수의 마루부(ridge) 및 복수의 오목부(indentation)를 그 위에 구비하여 기어(160)와 서로 맞물린다. 이러한 기어(160)는 타이어(68)를 대신한다. 기어(160)는 샤프트(162)를 통해 기어(164)와 맞물리며, 이 기어(164)는 이어서 기어(166)와 맞물린다. 기어(166) 각각은 플렉스 커플링(flex coupling; 170), 로터 브레이크(172) 및 가변 속도 커플러(174)를 갖는 샤프트(168)에 연결되어 있어서 제너레이터(78)를 구동시킨다. 플레이트(158)는 도 37에 도시된 바와 같이 샤프트(8) 상에서 회전한다. 마루부, 오목부 및 기어를 대신해서, 도 36에 도시된 실시예는 마루부, 오목부 및 기어가 아닌 금속 휠을 구비할 수 있다. 금속 휠은 서로 마찰 접촉해 있다. 예컨대, 플레이트(158)는 보다 작은 휠(160)이 회전하게 하는 커다란 휠이 될 것이다.
제어:
터빈의 시동:
1. 피치 액츄에이터의 전원을 켠다.
2. 샤프트 브레이크를 해제한다.
3. 피치 위치 요구량을 고정 속도로 약간의 스타팅 피치까지 끌어올린다.
4. 로터가 12rpm을 초과할 때 까지 대기한다.
5. 속도의 폐루프 피치 제어를 개시한다.
6. 속도 요구량을 동일한 속도까지 끌어올린다.
7. 속도가 특정 시간에 대한 목표 속도에 근접할 때 까지 대기한다.
8. 타이어 메카니즘을 개시하고(제 2 옵션 "기어"를 사용한다면 제너레이터를 로딩하고), 제너레이터 접촉기를 폐쇄한다.
9. 타이어 메카니즘 상의 로드와 피치를 제어함으로써 동력의 폐루프 피치 제어를 개시한다.
10. 동력 요구량을 정해진 동력까지 끌어올린다.
피치 제어:
미리정해진 작동 커브 상에서 유지하기 위해 터빈의 작동 상태를 자동으로 조절하는 폐루프 제어기(소프트웨어 기반)가 사용될 것이며, 이러한 폐루프 제어기의 작동은 다음의 단계를 포함한다.
1. 최적 동력을 전달하도록 최적 피치각을 제공하면서, 자유 흐름 풍속을 수용하도록 블레이드 피치를 조절하는 단계.
2. 상기 정해진 풍속으로 정해진 레벨까지 터빈의 동력 출력을 조절하기 위해 블레이드 피치를 제어하는 단계.
3. 터빈의 시동 및 가동중지 동안 미리결정된 속도 램프를 따라가기 위해 블레이드 피치를 제어하는 단계.
4. 가변 풍속을 수용하여 생성된 동력을 스텝-업 또는 스텝-다운 수단에 제공하면서, 타이어 메카니즘을 사용하여 제너레이터의 로딩을 제어하는 단계(제 2 옵션 "기어"을 사용하는 경우 제너레이터 로드 제어)
5. 요잉 트래킹 에러(yaw tracking error)를 최소화하기 위해 요잉 모터를 제어하는 단계.
안전 시스템:
안전 시스템은, 터빈이 적절하게 작동하는 경우, 다수의 정상적으로 오픈 릴래이 접촉부를 연결하는 배선에 의한 고장 안전 회로가 폐쇄되도록 구성되어 있다.
그러면, 이들 접촉부 중 임의의 하나가 손실된다면, 안전 시스템이 가동되어 적절한 고장 안전 작용이 작동되게 한다. 이러한 작동은, 고장 안전 피칭이 페더 위치(feather position)에 오도록 허용하면서, 또한 유압 작동식 샤프트 브레이크(또는 타이어 샤프트 브레이크)가 돌아오도록 허용하면서 모든 전기 시스템 전원과 접속해제시키는 단계를 포함한다.
안전 시스템은 다음 중 하나에 의해 작동된다.
1. 하드웨어 오버 스피드 한계치에 도달하는 로터 오버 스피드. 로터 오버 스피드는 정상 감시 제어기가 가동 중지를 개시하게 하는 소프트웨어 오버 스피드 한계치보다 높게 설정된다.
2. 중요한 구조적 고장을 지시하는 진동 센서 트립(trip). 이러한 진동 센서 트립은 타워, 블레이드, 허브, 샤프트, 마찰 휠, 기반부 상에 위치한 센서를 사용할 것이다.
3. 시간이 끝난 제어기 와치 도그 타이머(watch dog timer). 제어기는 모든 제어기 시간 단계를 재설정하는 와치 도그 타이머를 구비해야 한다. 만약 그 시간 내에 재설정하지 않는다면, 이것은 제어기가 결함이 있으며 안전 시스템이 터빈을 가동 중지시켜야 함을 나타낸다.
4. 작동자가 누르는 비상 정지 버튼.
5. 주 제어기가 터빈을 제어할 수 없다는 것을 나타내는 다른 결함.
제너레이터 토크 제어:
1. 제 1 옵션(마찰 휠 터빈):
375KW급 동력을 갖는 20개의 유도 제너레이터를 사용한다. 이들 제너레이터에 대한 토크의 제어는 다음에 의해 실시될 것이다:
● 타이어 메카니즘에 의해 제너레이터에 전달된 동력을 수용하도록 필드 전 류를 제어한다.
● 필요한 동력을 전송하도록 각각의 타이어에 가해지는 힘을 제어함으로써 타이에 메카니즘에 가해지는 압력을 제어한다.
● 타이어와 제너레이터를 맞물리고 해제함으로써, 마찰 휠 상의 제너레이터의 로딩 및 언로딩을 제어한다.
2. 제 2 옵션(기어 풍력 터빈):
975KW급 동력을 각각 갖는 8개의 유도 제너레이터를 사용한다. 이들 제너레이터에 대한 토크의 제어는 다음에 의해 실시될 것이다:
● 타이어 메카니즘에 의해 제너레이터에 전달된 동력을 수용하도록 필드 전류를 제어한다.
● 제너레이터에 전달되는 동력을 수용하도록 필수의 동력 제어를 제공하기 위해 연결된 유압액을 사용한다.
● 제너레이터를 로딩 및 언로딩한다.
요잉 제어:
● 나셀(nacelle) 장착형 풍력 베인으로부터의 요잉 에러 신호는 요잉 액츄에이터를 위한 수요 신호를 계산하는데 사용된다.
● 평균화된 요잉 에러값이 일정값을 초과하는 경우, 하나 이상의 방향으로 낮은 고정 속도로 요잉을 허용할 때 전기 모터가 가동되고, 일정한 시간이 흐른 후에 또는 나셀이 일정한 각도를 통과하여 이동하였을 경우 전기 모터가 가동 중지된다.

Claims (16)

  1. 바람에 의해 동력을 공급받는 터빈으로서,
    상기 터빈은 샤프트 상에 로터를 포함하며, 상기 로터는 외측으로 연장하는 복수의 블레이드들을 구비하고, 바람의 속도가 풍력 터빈을 회전시킬 수 있는 속도일 때 상기 블레이드들은 상기 샤프트를 회전시키도록 형상화되어 있고, 상기 샤프트는 상기 바람의 방향이 변경됨에 따라 상기 바람의 내측 및 외측으로 상기 블레이드들을 요잉 운동시키는 지지부 상에 회전가능하게 지지되어 있으며, 상기 터빈은 상기 블레이드들의 피치를 변경시키기 위한 피치 조절 메카니즘을 갖추고 있고, 상기 샤프트는 상기 블레이드들로부터 분리되어 상기 샤프트 상에 상기 샤프트와 동심으로 장착된 링을 구비하며, 상기 링은 상기 블레이드들로부터 상기 샤프트를 따라 종방향으로 오프셋되며,
    상기 링과 제거가능하게 접촉되도록 복수의 로테이터들이 장착되어 있고, 상기 로테이터들은 구동 에너지 발생 설비에 연결되어 있으며, 상기 로테이터들은, 상기 로테이터들이 상기 링과 접촉하는 경우 상기 링과 함께 회전하도록 구성되어 있음으로써, 상기 바람이 상기 블레이드들을 회전시킬 때 상기 에너지 발생 설비를 구동시키고,
    바람의 속도가 풍력 터빈을 회전시킬 수 있는 속도일 때 상기 링과 접촉하는 각각의 로테이터와 상기 링의 접촉력을 조정함으로써 상기 터빈의 속도를 제어하고 또한 상기 각각의 로테이터와 상기 링 사이에서 이루어지는 각각의 접촉을 독립적으로 제어하기 위한 제어기가 연결되어 있는,
    바람에 의해 동력을 공급받는 터빈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로터는 상기 로터 위에 상기 샤프트와 상기 블레이드들 사이에 위치하는 허브를 구비하는,
    바람에 의해 동력을 공급받는 터빈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 블레이드 각각은 상기 허브로부터 외측으로 연장하는 포스트를 구비하며, 상기 포스트의 외측부 상에 블레이드 형상부가 장착되어 있는,
    바람에 의해 동력을 공급받는 터빈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 링은 상기 링을 지지하도록 그 중심부로부터 외측으로 연장하는 복수의 스포크를 상기 링 위에 구비하는,
    바람에 의해 동력을 공급받는 터빈.
  5. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터빈 상에는 서로로부터 동일 간격으로 3개의 블레이드들이 장착되어 있는,
    바람에 의해 동력을 공급받는 터빈.
  6. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 링은 상기 샤프트의 표면과 평행하게 연장하는 표면을 가지고 있고, 상기 로테이터들은 타이어들인,
    바람에 의해 동력을 공급받는 터빈.
  7. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로테이터들은 타이어, 금속 휠 또는 기어의 군에서 선택된 어느 하나인,
    바람에 의해 동력을 공급받는 터빈.
  8. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 링은 상기 샤프트와 동심을 가지면서 상기 샤프트 상에 장착되는 플레이트의 외주부 상에 장착된 기어이며, 상기 로테이터들은 상기 플레이트 상에서 상기 기어와 서로 맞물리는 기어들인,
    바람에 의해 동력을 공급받는 터빈.
  9. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 링은 금속으로 이루어져 있으며, 상기 로테이터들은 금속 휠들인,
    바람에 의해 동력을 공급받는 터빈.
  10. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 터빈에 대한 브레이크들을 제어하도록 연결되어 있는,
    바람에 의해 동력을 공급받는 터빈.
  11. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 링의 직경은 상기 블레이드들의 둘레 관통 팁들보다 상당히 더 작은,
    바람에 의해 동력을 공급받는 터빈.
  12. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 링은 상기 블레이드들과 분리되어 상기 샤프트 상에 장착되어 있는,
    바람에 의해 동력을 공급받는 터빈.
  13. 바람에 의해 동력을 공급받는 터빈의 작동 방법으로서,
    상기 터빈이 샤프트 상에 로터를 포함하며, 상기 로터가 외측으로 연장하는 복수의 블레이드를 구비하고, 바람의 속도가 풍력 터빈을 회전시킬 수 있는 속도일 때 상기 블레이드들은 상기 샤프트를 회전시키도록 형상화되어 있고, 상기 샤프트는 상기 바람의 방향이 변경됨에 따라 상기 바람의 내측 및 외측으로 상기 블레이드들을 요잉 운동시키는 지지부 상에 회전가능하게 지지되어 있으며, 상기 터빈은 피치 조절 메카니즘을 갖추고 있고, 상기 샤프트는 상기 블레이드들로부터 분리되어 상기 샤프트 상에 상기 샤프트와 동심으로 장착된 링을 구비하며, 상기 링은 상기 블레이드들로부터 상기 샤프트를 따라 종방향으로 오프셋되며,
    상기 링과 제거가능하게 접촉되도록 복수의 로테이터들이 장착되어 있고, 상기 로테이터들은 구동 에너지 발생 설비에 연결되어 있으며, 상기 로테이터들은, 상기 로테이터들이 상기 링과 접촉하는 경우 상기 링과 함께 회전하도록 구성되어 있음으로써, 상기 바람이 상기 블레이드들을 회전시킬 때 상기 에너지 발생 설비를 구동시키고,
    바람의 속도가 풍력 터빈을 회전시킬 수 있는 속도일 때 상기 터빈의 회전 속도를 제어하고 또한 상기 로테이터들과 상기 링 사이에서 이루어지는 각각의 접촉을 독립적으로 제어하기 위한 제어기가 연결되어 있으며,
    상기 바람에 의해 동력을 공급받는 터빈의 작동 방법은
    상기 제어기를 이용하여 상기 링과 접촉하는 로테이터들의 개수를 조절하고 상기 제어기를 이용하여 상기 링과 접촉하는 상기 로테이터들과 상기 링의 접촉력을 조정함으로써, 상기 블레이드들이 회전할 때, 변화하는 바람 상태에서 상기 터빈의 속도를 제어하는 단계를 포함하는,
    바람에 의해 동력을 공급받는 터빈의 작동 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 링과 접촉하는 상기 로테이터들에 의해 구동되는 제너레이터의 개수를 조정하도록 상기 제어기를 이용함으로써 상기 터빈의 속도를 제어하는 단계를 포함하는,
    바람에 의해 동력을 공급받는 터빈의 작동 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 터빈 및 상기 바람 상태를 항시 모니터링하여 상기 링과 접촉하는 로테이터들의 개수 및 상기 링과 접촉하는 각각의 로테이터와 상기 링의 접촉력을 조절하고, 변화하는 바람 상태에 따라서 상기 터빈에 대한 브레이크들의 적용 또는 해제, 상기 블레이드의 피치, 또는 상기 터빈의 요잉 위치 중 하나 이상을 조절하도록 상기 제어기를 이용하는 단계를 포함하는,
    바람에 의해 동력을 공급받는 터빈의 작동 방법.
  16. 바람에 의해 동력을 공급받는 터빈으로서,
    상기 터빈은 샤프트 상에 로터를 포함하며, 상기 로터는 외측으로 연장하는 복수의 블레이드들을 구비하고, 바람의 속도가 풍력 터빈을 회전시킬 수 있는 속도일 때 상기 블레이드들은 상기 샤프트를 회전시키도록 형상화되어 있고, 상기 샤프트는 상기 바람의 방향이 변경됨에 따라 상기 바람의 내측 및 외측으로 상기 블레이드들을 요잉 운동시키는 지지부 상에 회전가능하게 지지되어 있으며, 상기 터빈은 상기 블레이드들의 피치를 변경시키기 위한 피치 조절 메카니즘을 갖추고 있고, 상기 샤프트는 상기 샤프트 상에 상기 샤프트와 동심으로 장착된 링을 구비하며, 상기 링은 상기 샤프트와 동심을 가지면서 상기 샤프트 상에 장착된 플레이트의 외주부 상에 배치되는 제1 기어이고, 상기 링은 상기 블레이드들로부터 상기 샤프트를 따라 종방향으로 오프셋되며,
    상기 링과 제거가능하게 접촉되도록 복수의 로테이터들이 장착되어 있고, 상기 로테이터들은 상기 제1 기어와 서로 맞물리는 제2 기어들이며, 상기 로테이터들은 구동 에너지 발생 설비에 연결되어 있으며, 상기 로테이터들은, 상기 로테이터들이 상기 링과 접촉하는 경우 상기 링과 함께 회전하도록 구성되어 있음으로써, 상기 바람이 상기 블레이드들을 회전시킬 때 상기 에너지 발생 설비를 구동시키고,
    바람의 속도가 풍력 터빈을 회전시킬 수 있는 속도일 때 상기 링과 접촉하는 각각의 로테이터와 상기 링의 접촉력을 조정함으로써 상기 터빈의 속도를 제어하고 또한 상기 로테이터들과 상기 링 사이에서 이루어지는 각각의 접촉을 독립적으로 제어하기 위한 제어기가 연결되어 있는,
    바람에 의해 동력을 공급받는 터빈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050135934A1 (en) * 2003-12-22 2005-06-23 Mechanology, Llc Use of intersecting vane machines in combination with wind turbines
US7476985B2 (en) * 2005-07-22 2009-01-13 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Method of operating a wind turbine
US7331761B2 (en) 2005-11-10 2008-02-19 Kaydon Corporation Wind turbine pitch bearing and method
US7502215B2 (en) 2005-11-18 2009-03-10 General Electric Company Systems and methods for directing a current
KR100707132B1 (ko) * 2006-05-26 2007-04-13 나경자 풍력발전기용 회전날개
EP2115298B1 (en) * 2007-01-17 2020-11-18 New World Generation Inc. Multiple generator wind turbine and method of operation
US20110168071A1 (en) * 2007-02-08 2011-07-14 Baruh Bradford G System and method of adjusting the location and position of the foresail on a sailboat
US7551130B2 (en) * 2007-11-21 2009-06-23 General Electric Company Wind turbine with data receiver
US8362632B2 (en) * 2007-11-30 2013-01-29 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine, a method for controlling a wind turbine and use thereof
US20100056315A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-04 Scholte-Wassink Hartmut Fluidic system, a drive train for a wind turbine and a method for actuating a mechanical component
US8376708B2 (en) * 2009-06-30 2013-02-19 General Electric Company Drivetrain system for a wind turbine generator and method of assembling the same
US8841794B2 (en) * 2009-06-30 2014-09-23 Tempero 2000 S.L. Wind turbine with compensated motor torque
NO330062B1 (no) * 2009-09-11 2011-02-14 Blaaster Wind Technologies As Vindturbin
US8080891B2 (en) * 2009-09-25 2011-12-20 General Electric Company Hybrid braking system and method
DE202009017126U1 (de) 2009-11-11 2010-04-15 Ees Gmbh Windkraftanlage
ES2451000T3 (es) * 2010-03-29 2014-03-26 Alstom Renovables España, S.L. Aerogenerador
KR101027743B1 (ko) * 2010-11-29 2011-04-07 유희옥 안전기능이 강화된 풍력발전기
WO2012118549A1 (en) 2010-12-09 2012-09-07 Northern Power Systems, Inc. Systems for load reduction in a tower of an idled wind-power unit and methods thereof
JP4969712B1 (ja) * 2011-09-22 2012-07-04 三菱重工業株式会社 再生エネルギー型発電装置及びその回転翼着脱方法
JP5836478B2 (ja) * 2011-09-22 2015-12-24 三菱重工業株式会社 再生エネルギー型発電装置
US8491262B2 (en) 2011-10-27 2013-07-23 General Electric Company Method for shut down of a wind turbine having rotor blades with fail-safe air brakes
US8890349B1 (en) * 2012-01-19 2014-11-18 Northern Power Systems, Inc. Load reduction system and method for a wind power unit
JP5832343B2 (ja) * 2012-03-16 2015-12-16 住友重機械工業株式会社 風力発電装置
US20130343889A1 (en) * 2012-06-25 2013-12-26 Richard A. Himmelmann Friction Wheel Drive Train for a Wind Turbine
US20130343887A1 (en) * 2012-06-25 2013-12-26 Richard A. Himmelmann Variable Speed Friction Wheel Drive Train for Wind Turbines
WO2014155578A1 (ja) * 2013-03-27 2014-10-02 三菱重工業株式会社 風力発電装置
US9267491B2 (en) 2013-07-02 2016-02-23 General Electric Company Wind turbine rotor blade having a spoiler
EP2876780A1 (de) 2013-11-26 2015-05-27 Siemens Aktiengesellschaft Einrichtung mit elektrischer Maschine in Leichtbauweise
KR101458798B1 (ko) * 2014-02-20 2014-11-07 두산중공업 주식회사 풍력 발전 단지, 풍력 발전 단지의 배치 구조, 풍력 발전 단지의 제어 방법 및 풍력 발전 유닛.
US11384729B2 (en) * 2016-05-11 2022-07-12 Crossed Arrows Ranch, Inc. Wind turbine
US10240581B2 (en) 2017-02-08 2019-03-26 General Electric Company System and method for controlling pitch angle of a wind turbine rotor blade

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6090573U (ja) 1983-11-28 1985-06-21 野萩　正吉 風力発電機
JP2001342942A (ja) 2000-06-05 2001-12-14 Kinden Corp 風力発電装置
JP2003336571A (ja) 2002-05-18 2003-11-28 Siemens Ag クラッチ装置付きの多段風力発電機
WO2008081827A1 (ja) 2006-12-26 2008-07-10 Intellectual Property Bank Corp. 風力発電装置、風力発電プログラム、及び情報記録媒体

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2394689A1 (fr) * 1977-06-16 1979-01-12 Collard Louis Dispositif d'entrainement de generateurs electriques en utilisant l'energie cinetique du vent
US4319865A (en) * 1979-06-20 1982-03-16 Richard Joseph G Windmill
US4350895A (en) * 1980-03-03 1982-09-21 Windpowered Machines Ltd. Wind turbine and method for power generation
US4729716A (en) 1986-02-25 1988-03-08 Montana Wind Turbine, Inc. Wind turbine
AU7235787A (en) * 1986-03-20 1987-10-09 Hydro Mecanique Research S.A. Windmill
NL8902534A (nl) * 1989-10-12 1991-05-01 Holec Projects Bv Windturbine.
JP3121825B2 (ja) * 1990-04-27 2001-01-09 日産自動車株式会社 ホログラフィック表示装置
US6951443B1 (en) * 2000-09-08 2005-10-04 General Electric Company Wind turbine ring/shroud drive system
JP2004009993A (ja) * 2002-06-11 2004-01-15 Toshiba Eng Co Ltd 列車事故回避システム
US20040086373A1 (en) * 2002-11-06 2004-05-06 Page John S. Leveredged wind turbine w/ multiple generators
US20060275121A1 (en) 2003-04-17 2006-12-07 Merswolka Paul H/F And Meyer Charles F Wind turbine with friction drive power take off on outer rim

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6090573U (ja) 1983-11-28 1985-06-21 野萩　正吉 風力発電機
JP2001342942A (ja) 2000-06-05 2001-12-14 Kinden Corp 風力発電装置
JP2003336571A (ja) 2002-05-18 2003-11-28 Siemens Ag クラッチ装置付きの多段風力発電機
WO2008081827A1 (ja) 2006-12-26 2008-07-10 Intellectual Property Bank Corp. 風力発電装置、風力発電プログラム、及び情報記録媒体

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