KR101779773B1 - 풍력 터빈 블레이드 - Google Patents
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Abstract
다층 복합 구조체를 포함하는 풍력 터빈 블레이드는 제 1 반사층과, 복수의 저항 회로 아날로그(CA) 소자들을 포함하는 제 2 층을 포함한다. 상기 CA 소자들은 소망의 주파 범위 이상으로 전자기(EM) 에너지의 흡수를 제공하기 위해 상기 제 1 층과 상호 작용하도록 조정된다. 상기 CA 소자들의 파라미터들은 주파수 조정을 위해 제공되고 또한 층 분리 정도를 변화시킴에도 불구하고 특정 주파수 범위에서 흡수를 지속하도록 변경될 수 있으며, 동시에 상기 CA층의 기계적 특성들이 상기 터빈 블레이드 내로의 통합과 양립될 수 있도록 보증한다.
Description
본 발명은 풍력 터빈 및 풍력 터빈 블레이드와, 그와 같은 터빈 블레이드들의 반사율을 전자 방사로 감소시키는 것에 관한 것이다.
재생 가능한 에너지 타게트들은 내륙 및 해안 모두에서의 풍력에 크게 의존한다. 그러나, 새로운 풍력 발전 지역에 대한 모든 계획적 적용의 중요한 백분율은 민간 공항 레이더들에 의해 간섭을 받게 될 현장에서 거부된다. RCA(Radar Cross Section; 레이더 횡단면)을 감소시킴으로써 ATC(Air Traffic Control; 항공 교통 관제소) 레이더와 ADR(Air Defence Radar; 방공 레이더)에 대한 영향을 감소시키기 위해, 풍력 터빈들에 대한 레이더 흡수 재료(RAM; radar absorbing materials)들의 사용이 이전부터 제안되어 왔다. 그러나, 풍력 터빈 블레이드들은 엄격한 요구 성능을 충족시키도록 크게 명시되었고, 이상적인 블레이드로의 RAM의 도입은 상기 블레이드들의 구조적 성질 및/또는 중량의 어떠한 변경도 거의 초래하지 않거나 또는 전혀 초래하지 않는다. 이는 중요한 공학적 도전을 제공한다.
본 출원인은 DTI 기금 연구의 일부로서 "레이더 흡수 풍력 터빈 블레이드의 디자인 및 제조-최종 보고서"라는 제목의 보고서를 작성했다. 이 보고서에서, 특정 터빈 블레이드들의 유리 보강 에폭시(glass reinforced epoxy; GRE)와 GRE/폼(foam) 샌드위치 구조에 대해 언급했으며, 자우만(Jaumann) 타입 흡수재가 완전한 전기 전도체(PEC)로부터의 특정 공간에 저항층을 포함시킴으로써 사용될 수 있다는 사실이 제안되었다. 최외각 GRE 외피는 손실 임피던스층(lossy impedance layer)을 사용하여 수정될 수 있으며, 또한 반사기가 샌드위치 구조의 내부면 상에 포함된다. 임피던스층들은 소량의 촙트 카본섬유(chopped carbon fibre)로 채워진 유리 섬유 조직들로 제조될 수 있다. 카본 섬유 직물 층은 GRE 외피의 후방으로 삽입되는 PEC로서 작용할 수 있다.
본 발명의 목적은 개량된 풍력 터빈 블레이드 및 관련된 방법들을 제공하는 것이다.
다음에, 본 발명의 제 1 양태에 따르면, 제 1 반사층과, 상기 제 1 층으로부터 미리 결정된 분리 정도만큼 떨어져 위치되는 제 2 층을 포함하며, 상기 제 2 층은 복수의 저항성 회로 아날로그(circuit analogue; CA) 소자들을 포함하며; 상기 CA 소자들은 소망의 주파수 범위에 대해 전자기(EM) 에너지의 흡수를 제공하기 위해 상기 제 1 층과 상호 작용하도록 조정되는, 다층 복합 구조체를 포함하는 풍력 터빈 블레이드가 제공된다.
회로 아날로그(CA) 층들은 전도성 또는 저항 물질로 이루어진 기하학적 패턴과 관련된다. 그들은 종종, 상기 층의 전자기 반응을 모델링하기 위해 함께 사용될 수 있는, 그들의 효과적인 컨덕턴스(conductance) 및 서셉턴스(susceptance)에 의해 규정된다. 따라서, 이와 같은 명세에 있어서, 회로 아날로그 소자라는 용어는 전도성 패턴과 관련하여 사용되며, 상기 정확한 기하학적 구조 및 재료 전도성은 설계된 주파수 또는 주파수 범위로 조정될 (CA를 포함하는) CA-구조의 흡수를 허용한다. 적합한 주파수 범위는 2.7 내지 3.2 GHz이다. 그와 같은 소자들은 이미 무향 챔버(anechoic chamber) 및 스텔스(stealth) 코팅과 같은 용례를 위해 제안되어 왔으며, 일반적으로 폭넓은 주파수 범위에서 방사선을 흡수하도록 설계된다. 그러나, 본 발명의 적합한 실시예들에 있어서, ATC 레이더에 대응하는 공지된 주파수 대역에서 흡수가 요구되므로, 흡수 패널이 특정 주파수에서 원하는 레벨의 감쇠를 제공하도록 조정될 수 있는 장점을 가질 수 있다.
한 실시예에 있어서, 반사층은 실제로 연속 카본 시트인 단순히 전도층을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 층은 오직 예를 들면 3GHz의 또는 그 부근의 예정 주파수로 반사될 필요성을 가질 수 있다. 이 경우, 주파수 선택면(FSS; frequency selective surface)이 채용될 수 있다. 주기적 금속 패턴이 특정 실시예들에서 적합화 될 수 있으며, 또한 예를 들면 직물 기질 상의 은, 니켈 또는 구리 적층으로 형성될 수 있다.
회로 아날로그 소자들의 사용은 제어된 임피던스층을 제공하며, 또한, 제 1 층과 제 2 층 사이의 분리 정도의 변화에도 불구하고, 생성된 패턴들이 동일한 원하는 주파수 반응을 갖는 흡수를 제공하기 위해 조정될 수 있다는 장점을 제공한다. 이는 구조적인 이유로 구조들 및 프로파일들을 변경시킬 수 있는 블레이드의 큰 영역을 가로지르는 원하는 주파수 대역에 있어서 효과적인 흡수를 지속한다는 장점을 의미한다.
또한, 상기 CA 소자들은 주파수 조정을 위해 제공되도록 변경될 수 있는 다수의 파라미터들(예를 들면, 형상, 외부 치수, 궤적 폭, 갭 공간)을 제안한다. 이는 개량된 디자인 유연성을 제공하고, 또한 층 분리 정도를 변화시킴에도 불구하고 특정 주파수 범위에서 흡수를 지속하도록 이용될 수 있으며, 동시에, 상기 CA층의 기계적 특성들이 상기 터빈 블레이드 내로의 통합과 양립될 수 있도록 보증한다.
따라서, 한 실시예에 있어서, 상기 터빈 블레이드는 복수의 표면 영역들을 포함하며, 상기 제 1 층과 상기 제 2 층 사이의 공간은 다른 영역들에서 상이하며, 상기 CA 소자들은 상기 다른 영역들에서 다른 기하학적 구조들을 갖는다. 상기 다른 기하학적 구조들은 상기 소자들의 공간들 또는 치수들의 변경으로부터 초래되나, 선택적으로 또는 추가적으로 다른 형상들로부터 초래될 수도 있다. 특히 적합한 실시예에 있어서, 상기 CA 소자들은 정방형(square)들을 포함하며, 정방형 루프들 또는 고형 정방형 패치들, 또는 그 둘의 조합형일 수 있다. 원형, 슬롯형 및 크로스형과 같은 다른 형상들도 또한 채용될 수 있다.
따라서, 적어도 제 1 및 제 2 다른 영역들에 있어서, 제 1 및 제 2 다른 분리 정도들은 상기 층들 사이에 존재하며, 또한 제 1 및 제 2 다른 CA 기하학적 구조들이 개별적으로 제공된다.
이와 같은 방식에 있어서, 대표적인 터빈 블레이드의 구조와 재료에 있어서의 복잡한 변경에도 불구하고, 오직 상술된 2개의 층(저항성 CA/제어된 임피던스층 및 반사층) 접근법을 이용하는 모든 블레이드 표면이 아니라면, 원하는 흡수는 대부분을 가로질러 제공될 수 있으며, 이에 대하여는 아래에서 더욱 상세히 설명된다.
층 분리에 있어서 상대적인 변경들의 수용에 추가하여, 또한 성취될 수 있는 완벽한 층 분리의 관점에서 제공된다는 장점을 갖는다. 현재 제안된 장치들과 방법들의 실시예들은 상기 2개의 층들을 주파수의 1/4 미만으로 분리되게 하거나, 또는 흡수가 요구되는 주파수를 갖는 입사 EM 에너지의, 파장의 1/10 또는 1/12로 분리될 수도 있다.
블레이드는 일반적으로 허브에 대한 어테치먼트가 형성되는 루트(root)로부터 블레이드 팁(tip)으로 길이 방향으로 연장한다. 가로 방향은 선단 에지로부터 후단 에지로 연장한다. 인자들의 조합이 주어진 실시예의 블레이드 표면을 구성하는 다른 영역들의 수와 패턴에 영향을 미친다. 상기 블레이드의 표면은 길이 방향과 가로 방향 모두에서 다른 영역들로 분할될 수 있으며, 그리드 또는 블록 패턴이 초래될 수 있다. 실시예들은 길이 방향 프로파일을 따르는 5개 이상, 또는 10개 이상의 다른 영역들을 나타내며, 또한 가로 방향으로 3개 이상의 다른 영역들을 나타낸다. 따라서, 큰 터빈 장치들에 있어서, 각각의 블레이드는 20 이상, 또는 40 이상의 다른 영역들을 포함할 수 있다.
상기 블레이드의 모든 다른 영역이 유일한 CA 패턴 또는 기하학적 구조를 가질 필요는 없으며, 2개 이상의 다른 영역들이 요구되거나, 또는 임피던스층의 동일한 디자인을 수용 가능하게 채용될 수 있다. 이는 요구되는 다른 패턴들 또는 기하학적 구조들의 전체 수를 제한시키도록 돕는다. 따라서, 일반적으로 인접한 영역들 사이의 경계들이 CA 디자인에 있어서의 변경을 규정하는 반면, 그들은 새로운 디자인의 도입을 필요치 않게 하며, 또한 다른 디자인들의 전체 수가 규정된 영역들의 전체 수보다 작을 수 있게 된다. 특정 실시예들은 10개 이상의 다른 CA 설계를 채용한다. 전체 블레이드를 가로질러 CA 소자(예를 들면 정방형 루프)의 동일한 기본 디자인을 지속시키는 것이 가능할 수 있으며, 예를 들면 궤적 폭을 조절함으로써 요구되는 변형을 성취한다. 선택적으로, 다른 디자인의 요구되는 수와 성능을 성취하기 위해, 다른 설계의 분리 정도와 같은 다중 파라미터들을 변경시키거나 또는 소자 형상을 변경시키는 것조차도 필요할 수 있다.
영역들은 연속될 수 있으나, 예를 들면, 흡수가 상기 블레이드의 특정 영역을 위해 요구되거나 요구되지 않는 경우, 영역들 사이에 불연속이 또한 존재할 수 있다.
다른 영역들의 수나 패턴은 어느 정도, 예를 들면, 모놀리식에서 샌드위치 구조로의 '스텝(step)' 변화가 존재하는, 상기 블레이드 구조에 의해 영향을 받을 수 있다. 그러나, 예를 들면, 점진적으로 변화하는 블레이드 구조 파라미터들을 다룰 때, 특정량의 디자인 자유도는 존재할 수 있다. 일부 실시예들에서, 단일 영역이 규정될 수 있으며, 상기 영역을 가로지르는 층 분리 정도의 일부 변경에도 불구하고 단일 CA 디자인을 채용할 수 있다. 이는 약간은 차선책일 수 있으나, 여전히 허용될 수 있는 흡수 성능을 초래할 수 있다. 증가된 샌드위치에 걸쳐 양호한 흡수를 제공하는 CA 디자인은 이와 같은 관점에서 장점을 제공한다. 그와 같은 영역을 하나 이상의 작은 영역들(즉, 미세 영역 분해)로 분할하는 동안, 각각은 특별 주문된 CA 패턴을 가지며, 흡수성은 개량되나, 증가된 복잡성으로 인해 비용이 초래된다는 사실을 알 수 있다.
적합하게도, 상기 CA 소자들은 50mm 미만의 외부 치수를 갖는다. 상기 외부 치수는 대표적으로 최대 외부 치수이며, 예를 들면 정방형의 측면 길이이다. 상대적으로 짧은 길이의 전도성 패턴을 지속함으로써, 상기 층은 소자들 자체의 전기적 특성에 손상을 입는 일 없이 절곡에 대한 더욱 양호한 내성을 가질 수 있다. 만약, 현저히 긴 전도성 소자들이 사용될 경우, 상기 층이 절곡된 블레이드 프로파일 내에 형성될 때, 상기 소자들에 대한 손상의 위험을 증가시킨다.
적합한 실시예들에 있어서, 상기 회로 아날로그 소자들은 카본계 구성 요소들과 같은 저항성 물질로 구성된다. 상기 CA층은 한 실시예에서 직물(예를 들면, 직조된 유리 직물)에 의해 제공되며, 상기 CA 소자들은 저항성 잉크로 인쇄된 스크린에 의해 상기 직물 위에 적층된다. 상기 저항성 잉크는 적합하게도 바인더 및 솔벤트에 부유된 흑연 입자들을 갖는 카본계 잉크이다. 그와 같은 잉크들은 가끔 작업하기 어려운 것으로 고려되어 왔으며, 전도성 및 저항성 잉크들의 잉크 젯 인쇄를 용이하게 하고 또한 적합한 선택적 적층 기술(예를 들면, 무전해 도금)을 찾기 위해 많은 노력들을 필요로 하였다. 그러나, 스크린 인쇄는 본 발명의 실시예들에서 사용하기에 적합한 CA층의 형성에 특히 적합한 것으로 판명되었다. 스크린 인쇄는 요구되는 전기 특성들을 성취하기 위해 충분한 두께(예를 들어, 폴리머 기판 상에 10-15㎛)로 상기 잉크를 적층할 수 있다. 또한, 상기 두께와 벌크 저항율(bulk resistivity)이 정확하게 제어될 수 있으며, 스크린 매시 타입, 스퀴지 압력, 경화 상태 등과 같은 적절한 파라미터들의 선택으로 큰 영역을 가로질러 신뢰할 수 있고 또한 일정하게 성취될 수 있다. 80Ω/sq. 미만의 표면 저항, 더욱 적합하게는 10 내지 40Ω/sq. 사이의 표면 저항을 갖는 CA 소자들을 갖는 것이 바람직한 것으로 판명되었다.
본 발명에 따르면, 상기 CA 소자들에 의한 직물의 백분율 적용 범위는 복합 블레이드 구조 내의 구조적 통합성을 보증하기 위해 제어될 수 있다. 따라서, 적합한 실시예들은 상기 CA 소자들이 상기 직물의 표면 영역의 70% 미만을 차지한다는 특성을 나타낸다. 또한, CA 소자들의 사용과 관련된 디자인의 유연성때문에, 이는 층 공간, 및 흡수형 주파수와 같은 다양한 다른 제약들이 도입될 때 조차 성취될 수 있다.
적합하게도 상기 흡수는 (원하는 주파수 범위의) 중앙 주파수에서 20dB 또는 그 이상의 감쇠를 제공한다. 상기 흡수가 이와 같은 중앙 주파수로 조정되므로, 감쇠는 이와 같은 주파수로부터 벗어나 감소되나, 제조 공차 및 다른 실제적 고려를 위해 허용되고, 일반적으로 20dB 또는 그 이상의 감쇠가 공칭을 중심으로 약 300MHz의 대역폭으로 제공된다. 일반적으로 100MHz 이상인 양 측면의 중앙 주파수 감쇠는 20dB 이하로 떨어지며, 10dB 또는 그 미만으로 될 수도 있다.
본 발명의 추가의 양태는, 직물 기판을 복수의 저항성 회로 아날로그(CA) 소자들로 스크린 인쇄하는 단계와; 전자기적으로 반사성 직물 또는 섬유층을 제공하는 단계; 및 상기 직물과 반사층이 규정된 분리 정도만큼 떨어져 위치되도록, 풍력 터빈 블레이드의 복합층 구조체의 조립체에 상기 인쇄된 직물과 반사층을 포함하는 단계;를 포함시키는 풍력 터빈 블레이드 제조 방법을 제공한다.
상기 복합층 구조체의 기본 조립체 기술은 프리 프레그 레이업(pre-preg lay up) 또는 수지 주입법과 같은 종래의 수단에 의해 수행될 수 있다. 인쇄된 직물 및 반사층(전-함침된 수지일 수 있는)은, 최종 블레이드에 있어서 원하는 분리 정도를 갖도록, 플라이 시퀀스의 원하는 지점들에 삽입된다.
적합하게도 상기 스크린 인쇄는 회전식 스크린 인쇄이며, 적합하게도 상기 CA 소자들은 저항성 카본계 잉크로 구성된다. CA 소자들의 다른 기하학적 구조들이 다른 블레이드 패시트(facet)들을 위해 사용되는 실시예들에 있어서, 직물의 분리 시트들은 다른 패턴들로 인쇄될 수 있으며, 대응하는 다른 위치들에서의 조립 공정에 포함된다. 다른 인쇄 패턴들 또는 기하학적 구조를 갖는 직물들은 만약 필요한 경우 서로 직접 인접 위치될 수 있다. 선택적으로, 단일 직물 기판은, 상기 직물을 가로질러 변화하는 제공된 패턴 또는 기하학적 구조와 함께, 등급화된 인쇄의 대상이 될 수 있다.
본 발명은 실제로 첨부된 도면들과 관련하여 설명된 방법, 장치 및/또는 용도로 확대된다.
본 발명의 한 양태에 있어서의 어떠한 특징도 어떠한 적절한 조합을 통해 본 발명의 다른 양태들에 제공될 수 있다. 특히, 방법에 관한 양태들은 장치에 관한 양태들에 제공될 수 있으며, 그 역도 가능하다.
또한, 하드웨어에서 수행되는 특징들은 일반적으로 소프트웨어에서도 수행될 수 있으며, 그 역도 가능하다. 따라서, 본원의 소프트웨어 및 하드웨어에 대한 어떠한 언급도 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 적합한 특징들은 첨부된 도면들을 참고로 하여 순전히 예시적 방법을 통해 이하에서 설명될 것이다.
도 1은 풍력 터빈 블레이드를 통한 횡단면도.
도 2 및 도 3은 선택적 블레이드 셸 구조들을 도시한 도면.
도 4 및 도 5는 회로 아날로그 패턴들의 예들을 설명하는 도면.
도 6은 블레이드부의 복수의 다른 패시트들을 도시한 도면
도 2 및 도 3은 선택적 블레이드 셸 구조들을 도시한 도면.
도 4 및 도 5는 회로 아날로그 패턴들의 예들을 설명하는 도면.
도 6은 블레이드부의 복수의 다른 패시트들을 도시한 도면
도 1에 횡단면으로 도시된 풍력 터빈 블레이드(100)는 일반적으로 외부 셸(102)에 의해 형성된 중공형 구조를 가지며, 추가적인 구조적 통합을 제공하기 위해 하나 이상의 소자들 또는 웨브들(104)을 포함한다. 외피는 다른 구조들을 갖는 복수의 다른 섹션들로 구성된다. 예를 들어, 섹션(106)은 모놀리식 유리 보강 에폭시(GRE)로 구성되는 반면, 영역(108)은 GRE 폼 샌드위치식 구조로 구성된다.
2가지 타입의 구조가 도 2 및 도 3에 상세히 설명되어 있다. 도 2에는 GRE의 모놀리식 섹션(202)이 도시되어 있으며, 널리 공지된 바와 같이, 폴리머 매트릭스에 보유된 유리 섬유 층들 또는 다수의 플라이들로 구성된 대표적인 구조를 갖는다. 상기 외부 표면(204) 근방에는 제어된 임피던스층(220)이 포함되며, 상기 구조가 깊어지면 깊어질수록 반사층(230)이 내부 표면(206)에 더욱 근접된다. 이들 2개의 층들은 복합 구조로 매설된다. 층들(220)과 층들(230) 모두는 적합한 실시예들에 있어서 가요성 직물 기반 층들이며, 최소 붕괴 또는 기존의 제조 기술에 대한 변경으로 복합 제조 공정에 포함될 수 있다. 상기 층들의 위치 결정 및 그에 따른 분리 정도는 제조 동안 포함될 수 있는 시퀀스에 의해 결정된다.
도 3은 폼 코어(foam core; 312)가 상부 및 하부 GRE 외피들(314, 316) 사이에 샌드위치되는 복합 폼 샌드위치 구조를 설명한다. 또한, 상술된 것과 동일한 방식으로 각각의 상부 및 하부 (또는 내부 및 외부) GRE 외피들에 매설되는, 제어된 임피던스층(320)과 반사층(330)이 포함된다. 여기서, 상기 층들(320, 330) 사이의 분리 정도는 상기 GRP 부분들 내의 층들의 위치와 더불어 폼 코어의 두께에 의해 결정된다.
도 4는 제어된 임피던스층을 제공하기 위해 사용될 수 있는 회로 아날로그 패턴의 제 1 예를 도시한다. 여기서, 각각의 CA 소자는 정방형 루프 형태를 취하고, 상기 기하학적 파라미터들로는 외부 측면 치수(402), 궤적 폭(404), 및 각 소자들 사이의 갭(406)을 들 수 있다. 오직 4개의 소자들만이 도시되어 있으나, 상기 패턴은 관련된 전체 영역을 가로질러 연장하는 것으로 이해될 수 있다. 도 5는 CA 패턴의 제 2 예를 도시하고 있으며, 여기서 각 소자는 고형 정방형 패치이다. 이 경우, 상기 기하학적 파라미터들로는 단순히 패치 측면 치수(502) 및 소자들 사이의 갭(504)을 들 수 있다.
도 6은 긴 터빈 블레이드(600)의 단면을 나타내는 사시도이다. 상기 블레이드는 길이 방향(602)으로 연장하며, 상기 블레이드의 루트(root)에 가장 근접한 도시된 단면의 에지(604)와 상기 블레이드 팁(tip)에 가장 근접한 에지(606)에 대해 일반적으로 테이퍼진 프로파일을 갖는다. 가로 방향은 선단 에지(610)로부터 후단 에지(612)로의 화살표 608로 도시되었다.
상술된 바와 같이, 상기 블레이드의 표면 또는 외피는, 예를 들면 제어된 임피던스층을 구성하는 다른 CA 기하학적 구조를 갖는 다른 영역들인, 도면부호 620, 622, 624로 개략적으로 도시된 바와 같은 불연속적인 영역들로 분할될 수 있다. 상기 영역들의 에지들은, 예를 들면 고형 외피 영역으로부터 샌드위치 구조의 영역으로의 변화와 같은, 근본적인 구조에 있어서의 변화의 원인이 되거나 또는 그와 같은 변화에 대응할 수 있다. 선택적으로 상기 에지들은, 예를 들면 상기 블레이드 프로파일을 따르거나 또는 가로질러 변화하는 근본적인 에폭시층의 두께와 같은, 연속 변경되는 파라미터들에 있어서의 값들의 불연속적인 범위들을 규정할 수 있다.
따라서, 도 6의 예에 있어서, 가로 방향을 따르는 프로파일의 이동과 동시에, 영역(620)으로부터 영역(624)으로의 전이는 강화 웨브(예를 들면, 도 1의 도면부호 104)의 에지에서 횡단면으로의 변화를 나타낸다. 상기 전이에서, 상기 임피던스층의 CA 기하학적 구조는 소망의 흡수 특성을 지속하기 위해 제 1 패턴으로부터 제 2 패턴으로 변화한다. 마찬가지로, 영역(624)으로부터 영역(626)으로의 전이는 상기 웨브의 다른 에지를 나타낸다. 또한, 상기 제 1 패턴으로, 또는 제 3 패턴으로, 또는 상기 2개와는 다른 패턴으로 복귀할 수 있는, CA 기하학적 구조에서의 변화도 존재한다.
길이 방향에 있어서, 영역(620)으로부터 영역(622)으로의 전이는 구조에 있어서 스텝 변화를 나타내지는 않으나, 상기 방향에서의 근본적인 재료 특성들의 연속적인 변화의 원인이 된다. 영역(620)과 영역(622) 사이의 경계 위치는 CA 디자인 복잡성에 대항하여 (예를 들면, 감쇠값과 대역폭과 같은) 흡수 성능의 균형을 갖기 위한 사용자 정의 최적화 공정(user defined optimisation process)의 결과로서 결정된다.
본 발명은 순전히 예시적인 방법에 의해 서술되었으며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 상세한 수정이 가능할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상기 상세한 설명, (적절한) 청구항들 및 도면들에서 서술하고 있는 각각의 특징은 독립적으로 또는 어떠한 적절한 조합으로도 제공될 수 있다.
Claims (13)
- 다층 복합 구조체를 포함하는 풍력 터빈 블레이드로서, 상기 다층 복합 구조체는
제 1 반사층, 및
상기 제 1 반사층으로부터 떨어져 위치되며, 복수의 저항성 회로 아날로그(circuit analogue; CA) 소자들을 포함하는 제 2 층을 포함하며,
상기 CA 소자들은 미리 결정된 주파수 범위에 대해 EM 에너지의 흡수를 제공하기 위해 상기 제 1 반사층과 상호 작용하도록 조정되고,
상기 터빈 블레이드는 상기 터빈 블레이드 내부에 복수의 다른 영역들을 포함하며, 상기 영역들 각각은 상기 제 1 반사층과 제 2 층 사이의 공간에 의해 정의되되, 상기 복수의 다른 영역들은 서로 다른 공간을 갖고,
상기 CA 소자들은 상기 복수의 다른 영역들 내에서 서로 다른 기하학적 구조들을 갖는, 풍력 터빈 블레이드. - 삭제
- 제 1 항에 있어서, 길이 방향 블레이드 프로파일을 따라 적어도 5개의 다른 영역들을 포함하는, 풍력 터빈 블레이드.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 가로 방향 블레이드 프로파일을 따라 적어도 3개의 다른 영역들을 포함하는, 풍력 터빈 블레이드.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 적어도 20개의 다른 영역들을 포함하는, 풍력 터빈 블레이드.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 층은 직물을 포함하고, 상기 CA 소자들은 저항성 잉크를 사용하여 스크린 인쇄에 의해 상기 직물 위에 적층되는, 풍력 터빈 블레이드.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 CA 소자들은 20Ω/sq의 표면 저항을 갖는, 풍력 터빈 블레이드.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 CA 소자들은 정방형 루프(square loop)들을 포함하는, 풍력 터빈 블레이드.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 CA 소자들은 정방형 패치(patch)들을 포함하는, 풍력 터빈 블레이드.
- 제 6 항에 있어서, 상기 CA 소자들은 상기 직물의 표면 영역의 70% 미만을 점유하는, 풍력 터빈 블레이드.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 주파수 범위는 2.7 내지 3.2 GHz인, 풍력 터빈 블레이드.
- 풍력 터빈 블레이드를 제조하는 방법으로서,
유리 직물을 복수의 저항성 회로 아날로그(CA) 소자들로 스크린 인쇄하는 단계;
전자기적 반사층을 제공하는 단계; 및
상기 인쇄된 유리 직물과 상기 반사층이 미리 결정된 분리 정도만큼 떨어져 위치되도록, 풍력 터빈 블레이드의 복합층 구조체의 조립체에 상기 인쇄된 유리 직물과 반사층을 포함시키는 단계;를 포함하고,
상기 방법은 복수의 유리 직물들을 인쇄하되, 상기 인쇄된 유리 직물들 각각이 다른 기하학적 구조들의 CA 소자들을 갖는, 상기 복수의 유리 직물들을 인쇄하는 단계; 및
상기 풍력 터빈 블레이드의 다른 영역들에서 다른 기하학적 구조들을 갖는 상기 인쇄된 유리 직물들을 포함하는 단계;를 더 포함하고,
상기 미리 결정된 분리 정도는 상기 다른 영역들 사이에서 변하며,
상기 영역들 각각은 상기 인쇄된 유리 직물과 상기 반사층 사이의 공간에 의해 정의되되, 상기 복수의 다른 영역들은 서로 다른 공간을 갖는, 풍력 터빈 블레이드 제조 방법. - 삭제
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