KR101685949B1 - Blade noise reduction system - Google Patents

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KR101685949B1
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이수갑
김재현
전민우
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서울대학교산학협력단
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Abstract

The purpose of the present invention is to provide a blade noise reduction system, comprising: a plurality of blades of a wind power generator composed of a pressure surface, a suction surface, a leading edge, and a trailing edge; a trailing edge noise reduction device protruding in a shape of a plurality of sawteeth and disposed in the trailing edge; and a control unit controlling an interval between the sawteeth and the height of each of the sawteeth of the trailing edge noise reduction device in accordance with an angle of attack of the blade to reduce a noise generated in the trailing edge.

Description

블레이드 소음 저감 시스템{Blade noise reduction system}Blade noise reduction system

본 발명은 블레이드 소음 저감 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 뒷전 소음 저감 장치를 사용해 뒷전에서 발생하는 소음을 저감할 수 있는 블레이드 소음 저감 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a blade noise reduction system, and more particularly, to a blade noise reduction system capable of reducing noise generated in a rearward direction by using a trailing edge noise reduction apparatus.

풍력발전기 운용 시 발생하는 소음은 메커니즘에 따라 크게 기계소음과 공력소음으로 나누어진다.Noise generated during operation of a wind turbine generator is divided into machine noise and aerodynamic noise depending on the mechanism.

상기 기계소음은 회전자, 증속기, 피치 드라이브, 요 드라이브, 냉각 팬 등에 의해 발생하는 소음으로 작동 시 진동 등에 의해 발생되는 소음을 말한다. 이는 톤 소음을 갖는 것을 특징으로 하며 진동 저감의 기술 발전으로 일정 수준 가량 소음 저감이 이루어 졌다.The machine noise refers to the noise generated by the vibration caused by the noise generated by the rotor, the speed reducer, the pitch drive, the yaw drive, the cooling fan, and the like. This is characterized by having tone noise, and noise reduction by a certain level has been achieved due to the development of vibration reduction technology.

상기 공력소음은 풍력발전기 블레이드가 회전 시에 주위의 기류에 의하여 발생하는 소음을 말한다. 현대 풍력 발전기 공력소음은 크게 난류 유입 소음 및 익형 자체 소음으로 나눌 수 있다. 난류 유입 소음은 대기의 난류와 풍력발전기 블레이드의 상호작용으로 인해 발생한다. 익형 자체 소음에는 난류경계층 뒷전 소음, 층류 경계층 와류 흘림 소음, 박리 소음 및 블런트한 뒷전의 와류 흘림 소음이 있다. The aerodynamic noise refers to the noise generated by the surrounding air stream when the wind turbine blade rotates. The aerodynamic noise of modern wind power generators can be divided into turbulent inflow noise and airfoil self noise. Turbulent inflow noise is caused by the turbulence of the atmosphere and the interaction of the wind turbine blades. The airfoil's own noises include turbulent boundary layer noise, laminar boundary layer vortex noise, peeling noise, and blunt trailing vortex noise.

대기 난류와 난류 경계층에서 난류 소용돌이가 파수 영역에서 광대역 스펙트럼을 갖는다. 이로 인해 톤 소음 특성을 갖는 상기 기계소음과는 달리 광대역 소음을 갖게 된다. Atmospheric turbulence and turbulence In the boundary layer, the turbulent vortex has a broadband spectrum in the frequency domain. Thus, unlike the mechanical noise having the tone noise characteristic, it has broadband noise.

상기 공력소음의 가장 지배적인 소음은 블레이드 표면에 형성 되는 난류 경계층 내의 와류와 날개 뒷전 특성에 의하여 산란되며 발생하는 난류 경계층 뒷전 소음이다.The most dominant noise of the aerodynamic noise is the turbulent boundary layer noise generated by the turbulence in the turbulent boundary layer formed on the surface of the blade and by the trailing edge characteristic of the wing.

그리고 풍력발전기는 대기의 유속에 따라서 블레이드로 유입되는 유동의 받음각(angle of attack)이 변화하는데, 이러한 고주파 소음의 증가는 받음각이 높아질수록 더 증가하는 문제점이 있었다.Also, the angle of attack of the flow into the blades changes according to the atmospheric velocity of the wind turbine. The increase of the high frequency noise increases as the angle of attack increases.

본 발명은 전술한 바와 같이 종래 기술에 따른 블레이드에서 발생하는 뒷전소음의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 받음각에 따라 변화되는 뒷전 소음 저감장치와 제어부를 이용하여, 소음을 저감시키키는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the problem of trailing noise generated in the blades according to the prior art as described above. In the present invention, by using a trailing edge noise reduction device and a control unit which are changed according to the angle of attack, .

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템은 압력면, 흡입면, 앞전, 뒷전으로 구성된 풍력발전기의 복수의 블레이드; 상기 뒷전에 배치되되, 복수의 톱니로 돌출되어 형성되는 뒷전 소음 저감 장치; 및 상기 블레이드의 받음각에 따라 상기 뒷전 소음 저감 장치의 각 톱니의 높이와 각 톱니 사이의 간격을 제어하여 상기 뒷전에서 발생하는 소음을 저감시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a blade noise reduction system comprising: a plurality of blades of a wind turbine including a pressure surface, a suction surface, a front surface, and a rear surface; A trailing edge noise reduction device disposed at the trailing edge, the trailing edge noise reduction device being protruded by a plurality of teeth; And a controller for controlling the height of each tooth of the trailing edge noise reduction device and the interval between the respective teeth according to the angle of attack of the blade, thereby reducing the noise generated in the trailing edge.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 뒷전 소음 저감 장치는, 상기 뒷전 내부로 유입 및 상기 뒷전 외부로 돌출이 가능하고, 상기 톱니로 구성되는 소음 저감부; 및 상기 소음 저감부 일단과 상기 뒷전을 연결하여, 상기 소음 저감부가 회동가능하도록 하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, the trailing-edge noise reduction apparatus may include a noise reduction unit configured to be introduced into the trailing sheave and protrude to the outside of the trailing sheave, And a connection part connecting the one end of the noise reduction part and the backside to allow the noise reduction part to rotate.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 소음 저감부는, 상기 각 톱니가 각각 독립되어, 좌우로 이동하며 교차할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the noise reduction unit is formed such that the respective teeth are independent from each other and can move left and right.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 뒷전 소음 저감 장치는, 상기 뒷전에 연결되되, 탄성 및 연성 값을 가지는 소재로 형성되는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the background noise elimination device includes a connection part connected to the rear part and formed of a material having elastic and ductile values.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 뒷전 소음 저감 장치는, 전체를 연성을 가진 소재로 형성되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the trailing-edge noise reduction apparatus is formed of a material having a ductility as a whole.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 풍력발전기의 기어박스에 배치되어 기어의 회전속도를 측정하고, 기어비에 따른 상기 블레이드의 회전속도를 측정하는 회전속도측정부; 풍속을 측정하는 풍속측정부; 상기 풍력발전기의 각 풍속별 블레이드 피치각이 저장되고, 상기 각 블레이드별 트위스트 앵글이 저장되고, 상기 풍속이 입력되면 블레이드 피치각이 외부로 출력될 수 있는 운용데이터저장부; 상기 풍력발전기의 낫셀 제어부에 배치되고, 상기 블레이드의 회전속도, 상기 풍속, 상기 블레이드 피치각, 상기 트위스트 앵글을 수신받아 받음각을 연산하여 출력하는 받음각 연산부; 상기 받음각 연산부로부터 받음각을 수신하여 상기 뒷전 소음 저감 장치의 회동각 및 상기 각 톱니의 높이와 각 톱니 사이의 간격을 연산하는 구동값 연산부; 및 상기 구동값 연산부에서 수신된 상기 각 톱니의 높이와 각 톱니 사이의 간격대로 상기 소음저감부를 구동시키는 저감장치 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the control unit may include: a rotation speed measuring unit disposed in a gear box of the wind power generator for measuring a rotation speed of the gear and measuring a rotation speed of the blade according to a gear ratio; A wind speed measuring unit for measuring wind speed; An operation data storage unit for storing a blade pitch angle for each wind speed of the wind power generator, storing twist angles for the respective blades, and outputting a blade pitch angle to the outside when the wind speed is input; An angle of attack calculating unit disposed in the ncelse control unit of the wind power generator and calculating and outputting the rotation speed of the blade, the wind speed, the blade pitch angle, the twist angle, and the angle of attack; A drive value calculating unit that receives the angle of attack from the angle of attack calculating unit and calculates a rotation angle of the trailing edge noise reducing device and a distance between the height of each tooth and each tooth; And a reduction device driving unit for driving the noise reduction unit according to the distance between the heights of the respective teeth received by the driving value calculation unit and the respective teeth.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 받음각 연산부는, 상기 회전속도와 상기 풍속을 수신받아 상대바람(realative wind)의 벡터를 계산하고, 상기 상대바람의 벡터에서 상기 블레이드 피치각과 상기 트위스트 앵글을 제외한 받음각을 연산하는 것을 특징으로 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the angle of attack computing unit may be configured to receive the rotation speed and the wind speed to calculate a vector of a relative wind, and to calculate, based on the relative wind vector, the blade pitch angle and the twist angle And calculates the angle of attack.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구동값 연산부는, 상기 받음각이 0도 이상 18도 미만일 때는, 상기 뒷전 소음 저감 장치의 회동각을 0도로 출력하고, 상기 각 톱니 사이의 간격과 상기 각 톱니의 높이의 비율을 1로 출력하고, 상기 받음각이 18도 이상일 때는, 상기 뒷전 소음 저감 장치의 회동각을 20도로 출력하고, 상기 각 톱니 사이의 간격과 상기 각 톱니의 높이의 비율을 2로 출력하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, when the angle of attack is less than or equal to 0 degrees and less than 18 degrees, the turning angle calculator outputs the turning angle of the trailing edge noise reducing apparatus at zero degrees, And when the angle of attack is 18 degrees or more, the turning angle of the trailing edge noise reducing device is outputted at 20 degrees, and the ratio of the interval between the individual teeth to the height of each tooth is outputted as 2 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 뒷전 소음 저감 장치는, 상기 뒷전에 탈부착이 가능한 구성인 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the trailing-edge noise reduction apparatus is configured to be detachably attachable to the trailing edge.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 풍력발전기는 블레이드, 뒷전 소음 저감 장치, 제어부를 포함하고, 받음각에 따라 상기 뒷전 소음 저감장치의 구동으로 뒷전에서 발생되는 소음을 저감하는 것을 특징으로 하는 블레이드 소음 저감 시스템을 가진다.According to another aspect of the present invention, there is provided a wind turbine including a blade, a trailing edge noise reduction device, and a control unit, wherein the trailing edge noise reduction device is driven according to an angle of attack, And a blade noise reduction system.

본 발명은 전술한 바와 같이 종래 기술에 따른 블레이드에서 발생하는 뒷전소음의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 받음각에 따라 변화되는 뒷전 소음 저감장치와 제어부를 이용하여, 소음을 저감시키키는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the problem of trailing noise generated in the blades according to the prior art as described above. In the present invention, by using a trailing-edge noise reduction device and a control unit which are changed according to the angle of attack, .

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템을 구성하는 블레이드와 소음 저감 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템을 구성하는 소음 저감 장치의 교차 전 상태도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템을 구성하는 소음 저감 장치의 교차 후 상태도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템을 구성하는 블레이드와 소음 저감 장치의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템을 구성하는 블레이드와 소음 저감 장치가 탈착식으로 장착이 가능한 구성의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템을 구성하는 제어부의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템의 받음각 연산의 개념도이다.
도 8은 일반적인 받음각 별 음압차를 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템이 받음각이 0도 이상 18도 미만일 경우 뒷전 소음 저감 장치의 회동각이 0도가 되는 상태를 나타낸 개념도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템이 받음각이 18도 이상일 경우 뒷전 소음 저감 장치의 회동각이 20도가 되는 상태를 나타낸 개념도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And shall not be interpreted.
FIG. 1 is a conceptual diagram of a blade and a noise reduction apparatus constituting a blade noise reduction system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a noise reducing apparatus constituting a blade noise reduction system according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a noise reducing apparatus constituting a blade noise reduction system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram of a blade and a noise reduction apparatus which constitute a blade noise reduction system according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram of a configuration capable of detachably mounting a blade and a noise reduction device constituting the blade noise reduction system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram of a control unit constituting a blade noise reduction system according to an embodiment of the present invention.
7 is a conceptual diagram of the calculation of the angle of attack of the blade noise reduction system according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing a sound pressure difference according to a general angle of attack.
9 is a conceptual diagram showing a state in which the rotation angle of the trailing edge noise reducing apparatus is 0 degrees when the angle of attack of the blade noise reduction system according to an embodiment of the present invention is 0 degrees or more and less than 18 degrees.
10 is a conceptual diagram showing a state in which the rotation angle of the trailing edge noise reducing apparatus is 20 degrees when the angle of attack is 18 degrees or more in the blade noise reduction system according to an embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능, 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in order to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템을 구성하는 블레이드와 소음 저감 장치의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템을 구성하는 소음 저감 장치의 교차 전 상태도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템을 구성하는 소음 저감 장치의 교차 후 상태도이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템을 구성하는 블레이드와 소음 저감 장치의 개념도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템을 구성하는 블레이드와 소음 저감 장치가 탈착식으로 장착이 가능한 구성의 개념도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템을 구성하는 제어부의 블록도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템의 받음각 연산의 개념도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템이 받음각이 0도에 가까운 경우 뒷전 소음 저감 장치의 회동각의 상태를 나타낸 개념도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 시스템이 받음각이20도에 가까운 경우 뒷전 소음 저감 장치의 회동각의 상태를 나타낸 개념도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드 소음 저감 방법을 나타낸 순서도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram of a blade and a noise reduction apparatus that constitute a blade noise reduction system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a noise reduction apparatus constituting a blade noise reduction system according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of a noise reduction apparatus constituting the blade noise reduction system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the blade noise reduction system constituting the blade noise reduction system according to another embodiment of the present invention FIG. 5 is a conceptual diagram of a blade and a noise reduction device which are detachably mountable to the blade of the blade noise reduction system according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a block diagram of a control unit constituting a blade noise reduction system according to an embodiment. FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a state of a turning angle of a trailing-edge noise reducing apparatus when the blade angle reduction system according to an embodiment of the present invention is at an angle of approach of 0 degrees. FIG. FIG. 9 is a conceptual view showing a state of a turning angle of a trailing edge noise reducing apparatus when the angle of blade is close to 20 degrees according to an embodiment of the present invention. FIG. 10 is a schematic view showing a blade noise according to an embodiment of the present invention. Fig.

도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드(100) 소음 저감 시스템은 블레이드(100), 뒷전 소음 저감 장치(200), 제어부(300)를 포함할 수 있다.1 and 6, a blade 100 noise reduction system according to an embodiment of the present invention may include a blade 100, a trailing noise reduction apparatus 200, and a control unit 300.

상기 복수의 블레이드(100)는, 풍력발전기의 설치되는 블레이드(100)로서 압력면(140), 흡입면(130), 앞전(110), 뒷전(120)으로 구성될 수 있다.The plurality of blades 100 may include a pressure surface 140, a suction surface 130, a leading edge 110, and a trailing edge 120 as a blade 100 on which a wind power generator is installed.

상기 뒷전 소음 저감 장치(200)는 상기 뒷전(120)에 배치되되, 복수의 톱니(211)로 돌출되어 형성될 수 있다.The trailing edge noise reduction apparatus 200 may be disposed on the trailing edge 120 and protrude from the plurality of teeth 211.

상기 제어부(300)는 상기 블레이드(100)의 받음각(α-β)에 따라 상기 뒷전 소음 저감 장치(200)의 각 톱니(211)의 높이(2h)와 각 톱니(211) 사이의 간격(λ)을 제어하여 상기 뒷전(120)에서 발생하는 소음을 저감시킬 수 있다.The control unit 300 controls the height 2h of each tooth 211 of the trailing edge noise reduction apparatus 200 and the interval lambda 2 between each tooth 211 according to the angle of attack? So that the noise generated in the trailing edge 120 can be reduced.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 뒷전 소음 저감 장치(200)는, 상기 뒷전(120) 내부로 유입 및 상기 뒷전(120) 외부로 돌출이 가능하고, 상기 톱니(211)로 구성되는 소음 저감부(210); 및 상기 소음 저감부(210) 일단과 상기 뒷전(120)을 연결하여, 상기 소음 저감부(210)가 회동가능하도록 하는 연결부(220);를 포함 할 수 있다.1 and 2, the trailing-edge noise reduction apparatus 200 is configured to be able to flow into the trailing edge 120 and protrude to the outside of the trailing edge 120, A noise reduction unit 210; And a connection unit 220 connecting one end of the noise reduction unit 210 and the rearward connection 120 to allow the noise reduction unit 210 to rotate.

상기 소음 저감부(210)는, 상기 각 톱니(211)가 각각 독립되어, 좌우로 이동하며 교차할 수 있도록 형성되어, 상기 톱니(211)의 높이(2h)와 상기 각 톱니(211) 사이의 간격(λ)을 조정할 수 있는 기능을 수행한다.The noise reduction unit 210 is formed so that the respective teeth 211 are independent from each other so as to move left and right so as to intersect with each other so that the distance between the height 2h of the tooth 211 and the tooth 211 And performs the function of adjusting the interval [lambda].

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 소음 저감부(210)가 회동가능하도록 하는 연결부(220)의 구성이 불가피한 진동이 발생하는 등의 이유로 회전축을 사용하지 않을 경우, 적절한 탄성 및 연성 값을 가지는 소재를 이용하여 연결부(220)를 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 뒷전 소음 저감 장치(200) 전체를 유연한 재질로 제작 할 수도 있다.As shown in FIG. 4, when the rotation shaft is not used due to the unavoidable vibration or the like, the structure of the connection part 220 that enables the noise reduction part 210 to rotate is a material having a proper elasticity and softness value The connecting portion 220 can be formed. According to one embodiment, the entire background noise reduction apparatus 200 may be made of a flexible material.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 뒷전 소음 저감 장치(200)는, 상기 뒷전(120)에 탈부착이 가능한 구성(230)일 수 있다.As shown in FIG. 5, the background noise reduction apparatus 200 may be a configuration 230 that can be detachably attached to the rear projection 120.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(300)는, 상기 풍력발전기의 기어박스에 배치되어 기어의 회전속도를 측정하고, 기어비에 따른 상기 블레이드(100)의 회전속도를 측정하는 회전속도측정부(310), 풍속을 측정하는 풍속측정부(320), 상기 풍력발전기의 각 풍속별 블레이드(100) 피치각이 저장되고, 상기 각 블레이드(100)별 트위스트 앵글이 저장되고, 상기 풍속이 입력되면 블레이드(100) 피치각이 외부로 출력될 수 있는 운용데이터저장부(330), 상기 풍력발전기의 낫셀 제어부에 배치되고, 상기 블레이드(100)의 회전속도, 상기 풍속, 상기 블레이드(100) 피치각, 상기 트위스트 앵글을 수신받아 받음각(α-β)을 연산하여 출력하는 받음각 연산부(340), 상기 받음각 연산부(340)로부터 받음각(α-β)을 수신하여 상기 뒷전 소음 저감 장치(200)의 회동각 및 상기 각 톱니(211)의 높이(2h)와 각 톱니(211) 사이의 간격(λ)을 연산하는 구동값 연산부(350), 상기 구동값 연산부(350)에서 수신된 상기 각 톱니(211)의 높이(2h)와 각 톱니(211) 사이의 간격(λ)대로 상기 뒷전 소음 저감 장치(200)를 구동시키는 저감장치 구동부(360)를 포함 할 수 있다.6, the control unit 300 includes a rotation speed measuring unit (not shown) disposed in the gear box of the wind power generator for measuring a rotational speed of the gear, and measuring a rotational speed of the blade 100 according to the gear ratio, A pitch angle of the blade 100 for each wind speed of the wind turbine is stored and a twist angle for each of the blades 100 is stored. When the wind speed is input An operation data storage unit 330 in which the pitch angle of the blade 100 can be output to the outside, and an operating data storage unit 330 disposed in the ncelse control unit of the wind power generator, for controlling the rotation speed of the blade 100, , An angle of attack calculation unit 340 for receiving the twist angle and calculating and outputting an angle of attack alpha -1 and an angle of attack calculation unit 340 for receiving the angle of attack alpha -1 from the angle of attack calculation unit 340, And each of the teeth (2 A height value 2h of each tooth 211 received by the driving value calculation unit 350 and a height of the teeth 211 received by the driving value calculation unit 350. The driving value calculation unit 350 calculates the distance lambda between the height 2h of the teeth 211 and each tooth 211, And a reduction device driver 360 for driving the rear noise reduction device 200 according to the interval lambda between the teeth 211 and each of the teeth 211. [

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 받음각 연산부(340)는, 상기 회전속도와 상기 풍속을 수신받아 상대바람(realative wind)의 벡터를 계산하고, 상기 상대바람의 벡터에서 상기 블레이드(100) 피치각과 상기 트위스트 앵글을 제외한 받음각(α-β)을 연산한다. 7, the angle of attack computing unit 340 receives the rotation speed and the wind speed to calculate a vector of a relative wind, calculates a pitch angle of the blade 100 from the vector of the relative wind, And calculates the angle of attack (? -?) Excluding the twist angle.

도 8에 도시된 바와 같이, 실험에 따르면 상기 블레이드(100)의 뒷전(120)에서 발생하는 소음은, 동일한 받음각(α-β) 이라 하더라도, 상기 각 톱니(211)의 높이(2h)와 각 톱니(211) 사이의 간격(λ)의 비율에 따라 그 음암차(SPL difference)가 발생된다. 한편, 받음각(α-β)이 커지면 커질수록 뒷전(120)에 발생하는 소음도 커지는데, 이에 따라 받음각(α-β)의 변화도 필요하게 된다.8, the noise generated from the trailing edge 120 of the blade 100 is a difference between the height 2h of each tooth 211 and the angle of inclination? The pitch difference (SPL difference) is generated according to the ratio of the interval (?) Between the teeth (211). On the other hand, as the angle of attack? -? Increases, the noise generated in the trailing edge 120 increases, and accordingly, the angle of attack? -? Also needs to be changed.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따르면, 받음각(α-β)의 크기에 따라 뒷전 소음 저감 장치(200)의 회전 정도는 달라지게 설계 된다. Therefore, according to an embodiment of the present invention, the degree of rotation of the trailing-edge noise reduction apparatus 200 is designed to vary according to the magnitude of the angle of attack?

즉, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 구동값 연산부(350)는, 상기 받음각(α-β)이 0도 이상 18 도 미만일 때는, 상기 뒷전 소음 저감 장치(200)의 회동각을 0도로 출력하고, 상기 각 톱니(211) 사이의 간격(λ)과 상기 각 톱니(211)의 높이(2h)의 비율을 1로 출력하고, 상기 받음각(α-β)이 18도 이상일 때는, 상기 뒷전 소음 저감 장치(200)의 회동각을 20도로 출력하고, 상기 각 톱니(211) 사이의 간격(λ)과 상기 각 톱니(211)의 높이(2h)의 비율을 2로 출력하게 된다. 이에 따라 상기 구동값 연산부(350)로부터 명령을 수신하여 상기 저감장치 구동부(360)가 상기 조건에 맞게 운영될 수 있다.9 and 10, when the angle of attack? -? Is less than or equal to 0 and less than 18 degrees, the drive angle calculator 350 calculates the angle of rotation of the trailing- And outputs a ratio of the distance lambda between the teeth 211 and the height 2h of each tooth 211 to 1. When the angle of attack? The rotation angle of the trailing edge noise reduction apparatus 200 is outputted at 20 degrees and the ratio of the interval lambda between the teeth 211 to the height 2h of the teeth 211 is output as 2. Accordingly, the abatement apparatus driving unit 360 can operate according to the above-mentioned conditions by receiving the command from the driving value calculation unit 350. [

상술한 구성의 측면은, 상기 제어부(300)를 채용함으로써, 실시간으로 상기 받음각(α-β)을 연산하게 되고, 상기 받음각(α-β)에 따르는 상기 뒷전 소음 저감 장치(200)의 회동각과 상기 각 톱니(211) 사이의 간격(λ)과 상기 각 톱니(211)의 높이(2h)의 비율을 제어함으로써, 상기 뒷전(120)에서 발생하는 소음을 저감하는 효과가 있다.The aspect of the above-described configuration is that the control angle of the trailing edge noise reduction apparatus 200 according to the angle of attack? -? The noise generated in the trailing edge 120 can be reduced by controlling the ratio of the distance lambda between the teeth 211 and the height 2h of each tooth 211. [

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부(300)는, 상기 뒷전(120)에서 발생하는 소음을 측정하는 소음 측정부; 상기 받음각(α-β), 상기 소음, 상기 뒷전 소음 저감 장치(200)의 회동각, 상기 각 톱니(211) 사이의 간격(λ)과 상기 각 톱니(211)의 높이(2h)의 비율을 테이블로 저장하는 소음 특성 메모리부; 상기 소음 특성 메모리부에 저장된 상기 테이블로부터 상기 각 받음각(α-β)에 따라 최소 소음이 발생하는 상기 뒷전 소음 저감 장치(200)의 회동각, 상기 각 톱니(211) 사이의 간격(λ)과 상기 각 톱니(211)의 높이(2h)의 비율을 소정의 주기별로 출력하는 최적화부;를 추가로 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the control unit 300 may include: a noise measurement unit for measuring noise generated in the trailing edge 120; The ratio of the angle of attack (? -?), The noise, the turning angle of the trailing edge noise reducing apparatus (200), the distance (?) Between the respective teeth (211) A noise characteristic memory unit for storing the noise characteristic table; A turning angle of the trailing edge noise reducing apparatus 200 in which a minimum noise is generated from the table stored in the noise characteristic memory unit according to the angle of incidence α-β, an interval (λ) between the respective teeth 211, And an optimization unit for outputting the ratio of the height 2h of the teeth 211 to each other at predetermined intervals.

또한 상기 구동값 연산부(350)는, 상기 최적화부로부터 수신되는 상기 받음각(α-β)별 최소 소음이 발생하는 상기 뒷전 소음 저감 장치(200)의 회동각, 상기 각 톱니(211) 사이의 간격(λ)과 상기 각 톱니(211)의 높이(2h)의 비율을 수신받아, 상기 저감장치 구동부(360)로 송신할 수 있다.The drive value calculator 350 may calculate the drive angle of the trailing edge noise reduction apparatus 200 based on the rotation angle of the trailing edge noise reduction apparatus 200 generated by the optimization unit, (?) and the height (2h) of each tooth (211), and transmits the ratio to the ablation device driving unit (360).

상술한 구성의 측면은, 상기 받음각(α-β)과 상기 뒷전 소음 저감 장치(200)의 회동각, 상기 각 톱니(211) 사이의 간격(λ)과 상기 각 톱니(211)의 높이(2h)의 비율, 상기 소음을 실시간으로 저장하여, 그 중 상기 받음각(α-β)에 따르는 가장 적은 소음을 내는 상기 뒷전 소음 저감 장치(200)의 회동각, 상기 각 톱니(211) 사이의 간격(λ)과 상기 각 톱니(211)의 높이(2h)의 비율을 찾아내어, 그 특성대로 상기 저감장치 구동부(360)를 작동시킬 수 있게 된다. 따라서 결과적으로 가장 소음이 저감되는 형태의 구동을 추적하는 기술적인 효과가 있다.The aspect of the above-described configuration is that the angle of attack? -?, The turning angle of the trailing edge noise reduction apparatus 200, the distance? Between the teeth 211 and the height 2h of each tooth 211 ), The rotation angle of the trailing edge noise reducing apparatus 200 which stores the noise in real time and produces the smallest noise according to the angle of attack (? -?) Among them, a rotation angle of the trailing edge noise reduction apparatus 200 and the height 2h of each of the teeth 211, and operates the ablation device driving unit 360 according to the characteristics. As a result, there is a technical effect of tracing the drive in the form of the least noise reduction.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It should also be understood that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the invention, as would be understood by one of ordinary skill in the art.

100 : 블레이드
200 : 뒷전 소음 저감 장치
300 : 제어부100: blade
200: Rear noise reduction device
300:

Claims (10)

압력면, 흡입면, 앞전, 뒷전으로 구성된 풍력발전기의 복수의 블레이드(100);
상기 뒷전에 배치되되, 복수의 톱니로 돌출되어 형성되는 뒷전 소음 저감 장치; 및
상기 블레이드의 받음각에 따라 상기 뒷전 소음 저감 장치의 각 톱니의 높이와 각 톱니 사이의 간격을 제어하여 상기 뒷전에서 발생하는 소음을 저감시키는 제어부(300);를 포함하며,
상기 뒷전 소음 저감 장치는,
상기 뒷전 내부로 유입 및 상기 뒷전 외부로 돌출이 가능하고, 상기 톱니로 구성되는 소음 저감부; 및
상기 소음 저감부 일단과 상기 뒷전을 연결하여, 상기 소음 저감부가 회동가능하도록 하는 연결부;를 포함하고,
상기 소음 저감부는,
상기 각 톱니가 각각 독립되어, 좌우로 이동하며 교차할 수 있도록 형성되며,
상기 제어부는,
상기 풍력발전기의 기어박스에 배치되어 기어의 회전속도를 측정하고, 기어비에 따른 상기 블레이드의 회전속도를 측정하는 회전속도측정부;
풍속을 측정하는 풍속측정부;
상기 풍력발전기의 각 풍속별 블레이드 피치각이 저장되고, 상기 각 블레이드별 트위스트 앵글이 저장되고, 상기 풍속이 입력되면 블레이드 피치각이 외부로 출력될 수 있는 운용데이터저장부;
상기 풍력발전기의 낫셀 제어부에 배치되고, 상기 블레이드의 회전속도, 상기 풍속, 상기 블레이드 피치각, 상기 트위스트 앵글을 수신받아 받음각을 연산하여 출력하는 받음각 연산부;
상기 받음각 연산부로부터 받음각을 수신하여 상기 뒷전 소음 저감 장치의 회동각 및 상기 각 톱니의 높이와 각 톱니 사이의 간격을 연산하는 구동값 연산부; 및
상기 구동값 연산부에서 수신된 상기 각 톱니의 높이와 각 톱니 사이의 간격대로 상기 뒷전 소음 저감 장치를 구동시키는 저감장치 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 소음 저감 시스템.
A plurality of blades (100) of a wind turbine constituted by a pressure face, a suction face, a front face, and a rear face;
A trailing edge noise reduction device disposed at the trailing edge, the trailing edge noise reduction device being protruded by a plurality of teeth; And
And a control unit (300) for controlling the height of each tooth of the trailing edge noise reduction device according to the angle of attack of the blade and the distance between the respective teeth to reduce the noise generated in the trailing edge,
Wherein the background noise reduction apparatus comprises:
A noise reduction unit configured to be able to flow into the rear sheath and protrude to the outside of the rear sheath; And
And a connection part connecting the one end of the noise reduction part and the rearward part so that the noise reduction part is rotatable,
Wherein the noise-
Each of the teeth is formed so as to be independent from each other,
Wherein,
A rotational speed measuring unit disposed in a gear box of the wind power generator for measuring a rotational speed of the gear and measuring a rotational speed of the blade according to a gear ratio;
A wind speed measuring unit for measuring wind speed;
An operation data storage unit for storing a blade pitch angle for each wind speed of the wind power generator, storing twist angles for the respective blades, and outputting a blade pitch angle to the outside when the wind speed is input;
An angle of attack calculating unit disposed in the ncelse control unit of the wind power generator and calculating and outputting the rotation speed of the blade, the wind speed, the blade pitch angle, the twist angle, and the angle of attack;
A drive value calculating unit that receives the angle of attack from the angle of attack calculating unit and calculates a rotation angle of the trailing edge noise reducing device and a distance between the height of each tooth and each tooth; And
And a reduction device drive unit for driving the trailing edge noise reduction device according to a distance between the heights of the respective teeth received by the drive value calculation unit and the respective teeth.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 뒷전 소음 저감 장치는,
상기 뒷전에 연결되되, 탄성 및 연성 값을 가지는 소재로 형성되는 연결부를 포함하는 것을 특징으로하는 블레이드 소음 저감 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the background noise reduction apparatus comprises:
And a connection part connected to the trailing edge and formed of a material having an elasticity and a ductility value.
제 1항에 있어서,
상기 뒷전 소음 저감 장치는, 전체를 연성을 가진 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 블레이드 소음 저감 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the trailing edge noise reduction device is formed of a material having a softness as a whole.
제 1항에 있어서,
상기 뒷전 소음 저감 장치는, 상기 뒷전에 탈부착이 가능한 구성인 것을 특징으로 하는 블레이드 소음 저감 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the trailing edge noise reduction device is configured to be detachably attached to the trailing edge of the blade.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 받음각 연산부는,
상기 회전속도와 상기 풍속을 수신받아 상대바람(realative wind)의 벡터를 계산하고,
상기 상대바람의 벡터에서 상기 블레이드 피치각과 상기 트위스트 앵글을 제외한 받음각을 연산하는 것을 특징으로 하는 블레이드 소음 저감 시스템.
The method according to claim 1,
The above-
Calculating a vector of a real wind by receiving the rotation speed and the wind speed,
And calculates an angle of attack excluding the blade pitch angle and the twist angle in the vector of the relative wind.
제 1항에 있어서,
상기 구동값 연산부는,
상기 받음각이 0도 이상 18도 미만일 때는, 상기 뒷전 소음 저감 장치의 회동각을 0도로 출력하고, 상기 각 톱니 사이의 간격과 상기 각 톱니의 높이의 비율을 1로 출력하고,
상기 받음각이 18도 이상일 때는, 상기 뒷전 소음 저감 장치의 회동각을 20도로 출력하고, 상기 각 톱니 사이의 간격과 상기 각 톱니의 높이의 비율을 2로 출력하는 것을 특징으로 하는 블레이드 소음 저감 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the drive value operation unit comprises:
Wherein the turning angle of the trailing edge noise reducing apparatus is 0 degrees when the angle of attack is less than or equal to 0 degrees and less than 18 degrees and the ratio of the distance between the individual teeth to the height of each of the teeth is outputted as 1,
Wherein when the angle of attack is 18 degrees or more, a turning angle of the trailing edge noise reducing apparatus is outputted at 20 degrees, and a ratio of the distance between the teeth and the height of each tooth is outputted as 2.
제 1항, 제4항 내지 제 6항 및 제8항, 제9항 중 어느 한 항에 기재된 블레이드, 뒷전 소음 저감 장치, 제어부를 포함하고, 받음각에 따라 상기 뒷전 소음 저감장치의 구동으로 뒷전에서 발생되는 소음을 저감하는 것을 특징으로 하는 블레이드 소음 저감 시스템을 가지는 풍력발전기.A vehicle comprising: the blade, the trailing edge noise reducing device, and the control unit according to any one of claims 1 to 10, and driving the trailing edge noise reducing device in accordance with an angle of attack, And the generated noise is reduced. A wind turbine generator having a blade noise reduction system.
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