KR102569043B1 - 풍력발전시설의 해체 및 재활용 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풍력발전시설의 해체 및 재활용 관리 시스템에 관한 것으로, 풍력발전시설 구성품의 디지털 모델을 이용하여 풍력발전설비를 모델링하는 디지털화부와, 풍력발전시설에서 각 부품의 동작에 따른 특성을 검출하는 검출부와, 상기 검출부의 검출결과를 상기 디지털화부의 모델링 결과에 적용하여 시뮬레이션을 수행하는 성능 검출부와, 상기 성능 검출부의 검출 결과를 표준 풍력발전시설의 성능과 대비하여 평가를 수행하고, 부품의 교체 또는 시설의 해체를 판단하는 성능 평가부와, 상기 성능 평가부에서 부품의 해체로 판단된 경우, 해당 시설의 규모를 평가하여 해체 작업의 종류와 해체 작업 기간 및 비용을 산정하는 해체 작업 평가부와, 상기 성능 평가부의 부품 교체시 소요되는 비용 및 성능 개선 정도를 상기 성능 검출부를 통해 입력받고, 상기 해체 작업 평가부의 해체 작업 비용과 비교하여 경제성에 따라 부품의 교체 또는 해체를 결정하는 해체 결정부를 포함할 수 있다.

Description

풍력발전시설의 해체 및 재활용 관리 시스템{Dismantling and recycling management system for wind power generation facilities}

본 발명은 풍력발전시설의 해체 및 재활용 관리 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 풍력발전시설의 설비 해체, 부품 재활용, 폐기의 전 과정을 관리할 수 있는 시스템에 관한 것이다.

‘2050 탄소중립 보고서’에 명시된 국제에너지기구(IEA)의 풍력 발전 증설 시나리오에 따르면, 풍력 설비 폐기물이 2050년 연 200만 톤까지 증가할 것으로 예상되고 있다.

그러나 친환경 재생에너지인 풍력 에너지가 오히려 환경에 위해를 가한다는 주장 제기되고 있으며, 세계적으로 노후화로 인해 해체되는 풍력발전 설비 용량이 2030년까지 20GW를 상회할 것으로 예상되기 때문이다.

미국의 경우 매년 8000여개의 폐기물을 와오밍주 캐스퍼 매립지에 매립하는 방식으로 풍력 설비 폐기물을 처리 중이며, 유럽의 풍력 설비 폐기 물량은 2030년에 연간 5만 2천 톤에 이를 것으로 예상되는 등 풍력발전시설의 노후화에 따른 폐기물의 증가가 환경 오염을 더 발생시킬 수 있다는 우려가 있다.

이에 대한 대응으로 유럽은 2025년까지 풍력발전기에서 해체로 발생하는 모든 부품을 매립 금지하고 100% 재활용을 추진 중에 있다. 대규모 풍력 단지가 많은 유럽은 해체의 중요성을 인식하고 O&M에서 해체까지 연계 관리하는 시스템 개발 중에 있다.

국내는 2022년 제주기 행원 풍력발전기 6호기의 가동 중단을 시작으로, 향후 노후화 된 풍력발전 설비의 가동 중단 및 해체 작업이 빠르게 증가할 것으로 예상되고 있다.

구체적으로 2034년까지 풍력 설비 폐기물이 20만톤 이상 발생할 것으로 전망되며, 적기에 부품 교체 등을 통해 발전 설비의 수명 연장이 가능하나, 실제 현장에서는 이에 대한 체계적인 대책이 미비하다는 문제점이 있다.

관련 기술로, 폐태양전지 모듈의 자원을 회수하는 시스템 및 방법이 공개특허 10-2021-0086325호(2021년 7월 8일 공개)등에 기재되어 있다.

태양전지 모듈은 상대적으로 풍력발전설비에 비하여 크기가 작고, 무게 또한 가볍기 때문에 폐기 처리가 상대적으로 용이하며, 태양전지 모듈에 적용하는 기술을 풍력발전시설에 적용할 수 없다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 풍력발전시설의 다양한 설비들의 상태 점검, 해체 여부 결정, 해체의 구체적인 작업계획의 수립, 해체된 설비 부품의 재활용 또는 폐기 처리에 대한 전반적인 관리를 수행할 수 있는 풍력발전시설의 해체 및 재활용 관리 시스템을 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 풍력발전시설의 해체 및 재활용 관리 시스템은, 풍력발전시설 구성품의 디지털 모델을 이용하여 풍력발전설비를 모델링하는 디지털화부와, 풍력발전시설에서 각 부품의 동작에 따른 특성을 검출하는 검출부와, 상기 검출부의 검출결과를 상기 디지털화부의 모델링 결과에 적용하여 시뮬레이션을 수행하는 성능 검출부와, 상기 성능 검출부의 검출 결과를 표준 풍력발전시설의 성능과 대비하여 평가를 수행하고, 부품의 교체 또는 시설의 해체를 판단하는 성능 평가부와, 상기 성능 평가부에서 부품의 해체로 판단된 경우, 해당 시설의 규모를 평가하여 해체 작업의 종류와 해체 작업 기간 및 비용을 산정하는 해체 작업 평가부와, 상기 성능 평가부의 부품 교체시 소요되는 비용 및 성능 개선 정도를 상기 성능 검출부를 통해 입력받고, 상기 해체 작업 평가부의 해체 작업 비용과 비교하여 경제성에 따라 부품의 교체 또는 해체를 결정하는 해체 결정부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 해체 결정부에서 해체로 결정된 경우, 재활용 및 폐기 목록을 작성하고, 풍력발전시설의 해체 후 실제 설비들의 재활용 및 폐기 상황을 입력받아 비교하는 재활용 관리부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 해체 결정부에서 해체로 결정된 경우, 폐기 대상 구성품의 폐기 과정을 입력받아 적절성을 평가하는 폐기 관리부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 디지털화부는, 풍력발전시설의 구성품에 대한 디지털 모델을 저장하는 데이터베이스를 포함하되, 상기 데이터베이스는 디지털 모델이 모사한 실제 구성품의 가격 정보를 함께 저장하여, 상기 성능 검출부에서 교체 비용을 산출할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 디지털화부는, 풍력발전시설의 구성품에 대한 디지털 모델을 저장하는 데이터베이스를 포함하되, 상기 데이터베이스는 디지털 모델이 모사한 실제 구성품의 가격 정보를 함께 저장하여, 상기 해체 작업 평가부에서 해체 작업 비용 산출시 활용할 수 있다.

본 발명은 풍력발전시설을 디지털 모델링하고, 풍력발전시설에서 검출된 다수의 정보를 디지털 모델링 결과물에 적용하여, 풍력발전시설의 노후화 및 교체 부품에 대한 정보를 얻어 풍력발전시설의 유지 및 보수를 계획적으로 수행할 수 있으며, 유지 및 보수에 따른 풍력발전시설의 내구 연한을 연장할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 풍력발전시설의 부품의 교체에 소요되는 비용과 시설을 다시 설치하는 비용의 경제성을 고려하여, 풍력발전시설의 부품을 교체하거나 풍력발전시설을 해체하는 것을 결정하여, 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

아울러 해체된 부품들의 성능을 고려하여 재활용 또는 폐기하도록 구분하며, 경제성의 판단에서 재활용 부품의 가치를 고려함으로써, 보다 정확한 판단이 가능하여, 풍력발전시설의 전반적인 관리가 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전시설의 해체 및 재활용 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 디지털화부의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전시설의 해체 및 재활용 관리 시스템의 블록 구성도이다.

이하, 본 발명 풍력발전시설의 해체 및 재활용 시스템에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이며, 아래에 설명되는 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시 예는 본 발명을 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시 예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되지 않음은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시 예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력발전시설의 해체 및 재활용 관리 시스템의 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면 본 발명은, 풍력발전시설의 설비 부품의 디지털 모델(컴퓨터로 읽을 수 있는 전자 파일 형태)을 이용하여 풍력발전설비를 모델링하는 디지털화부(10)와, 실제 풍력발전시설에서 각 부품의 동작에 따른 특성을 검출하는 복수의 센서들을 포함하는 검출부(20)와, 상기 검출부(20)의 검출결과를 상기 디지털화부(10)의 모델링 결과에 적용하여 시뮬레이션을 수행하는 성능 검출부(30)와, 상기 성능 검출부(30)의 검출 결과를 표준 풍력발전시설의 성능과 대비하여 평가를 수행하고, 부품의 교체 또는 시설의 해체를 판단하는 성능 평가부(40)와, 상기 성능 평가부(40)에서 부품의 해체로 판단된 경우, 해당 시설의 규모를 평가하여 해체 작업의 종류와 해체 작업 기간 및 비용을 산정하고, 해체 작업 후 노후도에 따라 재활용 가능한 설비의 가격을 산정하여 해체 작업 비용에 반영하는 해체 작업 평가부(50)와, 상기 성능 평가부(40)의 부품 교체시 소요되는 비용 및 성능 개선 정도를 상기 성능 검출부(30)를 통해 입력받고, 상기 해체 작업 평가부(50)의 해체 작업 비용과 비교하여 경제성에 따라 부품의 교체 또는 해체를 결정하는 해체 결정부(60)와, 재활용 및 폐기 목록을 작성하고, 풍력발전시설의 해체 후 실제 설비들의 재활용 및 폐기 상황을 입력받아 비교하는 재활용 관리부(70)와, 폐기 설비의 폐기 과정을 입력받아 적절성을 평가하는 폐기 관리부(80)를 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 풍력발전시설의 해체 및 재활용 관리 시스템의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 풍력발전시설은 통상 로터(rotor), 블레이드(blades), 저속 샤프트, 고속 샤프트, 트랜스미션, 브레이크, 발전기 등의 발전 설비를 포함하며, 설비들을 지지하는 타워 설비와 전력 생산 및 변환을 위한 다수의 전력 설비를 포함하고 있다.

개별 풍력발전시설은 발전 용량에 따라 개별 설비들의 용량(규모)이 결정되어 설계되며, 블레이드의 크기, 발전기의 크기, 브레이크의 용량, 전력 설비의 규모, 타워 설비의 종류 및 규모가 결정된다.

디지털화부(10)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 전자 파일 형태의 디지털 모델들을 저장하는 데이터베이스를 포함하고, 작업자의 선택 또는 해당 풍력발전시설의 규모(발전 용량)의 설정에 의해 표준적인 디지털 모델들을 호출하여 풍력발전설비를 모델링한다.

이때의 모델링은 단순 표시가 아닌 개별 설비들의 유기적인 관계에 따른 동작 모델링인 것으로 한다.

상기 디지털화부(10)는 사용자의 입력이 가능하며, 설비에 대한 디지털 모델들을 저장하고, 화면에 표시할 수 있는 컴퓨팅 장치인 것으로 할 수 있다.

도 2는 디지털화부(10)의 블록 구성도이다.

도 2를 참조하면 디지털화부(10)는 풍력발전시설을 구성하는 구성품들의 디지털 구성품 모델을 저장하는 데이터베이스(11)와, 디지털화할 풍력발전시설의 규모 정보를 입력하는 입력부(13)와, 상기 입력부(13)를 통해 입력된 정보에 부합하는 디지털 구성품 모델을 상기 데이터베이스(11)에서 검색 및 호출하는 모델 선택부(12)와, 상기 선택된 모델들을 이용하여 풍력발전시설을 모델링하는 모델링부(14)와, 모델링 결과물을 표시하는 표시부(15)를 포함한다.

상기 데이터베이스(11)에는 디지털 구성품 모델이 저장됨과 아울러 디지털 구성품 모델이 모사한 실제 구성품의 가격 정보, 설치 또는 교체 작업의 종류, 작업 시간 정보를 함께 저장하는 것으로 한다.

구성품은 블레이드, 저속 샤프트, 고속 샤프트, 트랜스미션, 발전기 등이며, 열거되지 않은 다른 구성품들을 포함할 수 있다.

입력부(13)는 실제 풍력발전시설의 규모를 입력한다. 풍력발전시설의 규모는 발전용량으로 결정될 수 있으며, 발전용량의 입력에 의해 모델 선택부(12)는 자동으로 블레이드, 로터, 저속 샤프트, 고속 샤프트, 트랜스미션, 발전기, 브레이크 등에 대한 디지털 모델을 상기 데이터베이스(11)에서 검색하여 호출하고, 모델링부(14)에서 호출된 디지털 구성품 모델을 조합하여 풍력발전시설을 모델링한다.

모델링된 결과는 표시부(15)에 표시될 수 있다.

상기 디지털화부(10)에서 모델링된 풍력발전시설 모델에 실제 풍력발전시설에서 검출된 정보를 적용하기 위하여, 검출부(20)를 사용한다.

검출부(20)는 실제 풍력발전시설에 설치된 다양한 센서들의 집합이다.

풍력발전시설에는 풍향, 풍력을 검출하는 센서, 저속 샤프트의 회전 속도를 검출하고, 고속 샤프트의 회전 속도를 검출하는 회전속도 센서, 온도 센서, 발전기의 상태를 확인할 수 있는 전류, 전압 센서, 진동 센서, 온도 센서를 포함할 수 있으며, 이외에 열거되지 않은 다양한 센서들이 사용되고 있으며, 검출부(20)에서는 각 센서들의 검출 결과를 수집하는 것으로 한다.

그 다음, 성능 검출부(30)는 상기 검출부(20)의 검출결과를 상기 디지털화부(10)의 모델링 결과에 적용하여 시뮬레이션을 수행한다.

이때의 시뮬레이션의 구체적인 예로서, 풍향, 풍력(또는 풍속)과 로터의 회전, 로터의 회전에 따른 저속 샤프트의 회전 속도, 저속 샤프트의 회전 속도에 따른 고속 샤프트의 회전 속도, 고속 샤프트의 회전에 따른 발전기의 발전량, 발전기의 온도 등의 데이터를 적용하여 시뮬레이션을 수행한다.

성능 검출부(30)의 시뮬레이션 결과는 효율로 검출될 수 있다. 예를 들어 현재 풍향 및 풍속에서의 로터 회전 속도 기준값에 대하여 현재 풍향 및 풍력에 따른 실제 로터의 회전 속도의 백분율을 구하여 현재 로터(블레이드를 포함하는)의 효율을 구할 수 있다.

이때의 로터 회전 속도 기준값은 물리적인 이론에 따른 이상적인 풍력발전시설의 로터 회전 속도 기준값인 것으로 한다. 즉, 이론상 계산된 기준값을 사용한다.

이후에 설명되는 효율의 산출에 사용하는 기준값들도 이론상의 산출값인 것으로 한다.

또한, 로터의 회전에 따른 저속 샤프트의 회전 속도도 기준 회전 속도에 대한 백분율인 효율로 산출될 수 있으며, 동일한 방법으로 고속 샤프트의 회전속도 효율을 구하여 저속 샤프트와 고속 샤프트를 연결하는 트랜스미션의 효율을 산출할 수 있다.

발전기의 발전량에 대해서도 기준 발전량에 대한 현재 발전량의 백분율을 구하여 효율을 결정할 수 있다.

성능 평가부(40)는 상기 성능 검출부(30)에서 시뮬레이션의 결과로서 얻어진 각 부분의 효율을 평가한다.

효율의 평가는 표준 풍력발전시설의 성능에 대비하여 평가를 수행하는 것으로 한다. 이때 표준 풍력발전시설의 성능은 이상적인 풍력발전시설의 성능이 아닌 설치 후 2 내지 3년이 경과한 풍력발전시설의 실제 성능의 평균을 기준으로 한다.

이상적인 풍력발전시설의 경우, 앞서 설명한 바와 같이 물리적으로 산출된 값이며, 실제 설비에서는 다양한 원인에 의해 이론과 동일한 성능을 나타내지 못하기 때문이며, 원활하게 가동중인 풍력발전시설의 성능을 표준으로 정하고, 표준 풍력발전시설의 성능에 대비한 평가를 통해 보다 현실적인 성능의 평가가 가능하게 된다.

상기 성능 검출부(30)에서 검출된 개별 구성품의 성능이 표준 풍력발전시설의 동일 구성품의 성능에 대하여 설정된 제1수준 이하인 경우, 해당 구성품의 교체로 판단한다.

제1수준 이하의 구성품의 수 및 중요도에 따라 시설의 해체로 평가할 수 있다.

시설의 해체에는 이후에 설명할 경제성을 추가로 고려한다.

상기 성능 평가부(40)에서 해체로 판단된 경우, 해체 작업 평가부(50)는 해당 풍력발전시설의 규모를 평가하여 해체 작업의 종류와 해체 작업 기간 및 비용을 산정한다.

해체 작업의 종류는 대형의 블레이드의 경우 절단 작업을 통한 해체이거나, 필요에 따라 블레이드를 손상시키지 않고 분해하는 해체를 결정할 수 있다.

절단 작업을 통해 블레이드를 해체하는 경우, 해당 블레이드는 재활용이 불가능하며, 분해를 통해 해체한 블레이드는 재활용이 가능하지만 풍향 및 풍력에 대한 로터 회전속도의 효율이 기준보다 낮게 평가된 블레이드는 변형 등 이상이 발생한 것으로 재활용이 불가능한 것으로 판정될 수 있다.

즉, 본 발명은 각 구성품(부품)마다 다양한 해체 작업의 종류를 등록하고, 구성품의 규모와 성능 평가 결과에 따라 해당 구성품의 해체 작업 종류를 결정하고, 해체된 구성품의 재활용 또는 폐기 여부를 결정할 수 있다.

또한, 해체 작업 평가부(50)는 해체 작업에 필요한 기간 및 비용을 추정한다.

작업 기간 및 비용은 국내 및 해외의 사례에 따라 추정될 수 있다.

해체 작업에 필요한 비용은 총 비용에서 재활용 가능한 구성품의 가격을 감한 비용으로 산출될 수 있다. 이때 구성품의 가격은 앞서 설명한 데이터베이스(11)에 저장된 가격을 감가상각하여 적용할 수 있다.

해체 결정부(60)는 상기 성능 평가부(40)의 부품 교체시 소요되는 비용 및 성능 개선 정도를 상기 성능 검출부(30)를 통해 입력받는 것으로 한다.

상기 성능 평가부(40)의 평가 결과 특정 구성품에 대해 교체해야 하는 것으로 평가된 경우, 이 결과는 상기 성능 검출부(30)로 다시 제공되며, 현재 구성된 디지털 모델에서 해당 구성품을 호환 가능한 다른 구성품 모델로 교체하고, 다시 시뮬레이션을 수행한다.

시뮬레이션 결과 전체 발전량에 개선이 이루어진다고 판단되면, 그 개선 정도가 기준값 이상일 때, 구성품의 교체를 결정할 수 있으며, 이때 구성품의 교체 비용을 함께 출력하게 된다.

해체 결정부(60)는 해체 작업 비용과 교체 작업 비용을 고려하여 해체 여부를 결정한다. 예를 들어 다수의 부품을 교체할 필요가 있으며, 부품의 교체를 통해서 얻어지는 성능의 향상이 상대적으로 적은 경우 부품 교체에 따른 비용이 해체 후 시설을 다시 설치하는 것이 더 경제성이 있을 수 있으며, 해체 결정부(60)는 경제성을 판단하여 해체 여부를 결정하게 된다.

상기 해체 결정부(60)에서 풍력발전시설을 해체하는 것으로 결정한 경우, 재활용 관리부(70)는 상기 해체 작업 평가부(50)의 평가 결과를 이용하여 재활용 가능한 구성품(부품)의 목록을 작성한다.

재활용 가능한 구성품을 제외한 다른 구성품들은 폐기 목록에 포함되도록 작성한다.

재활용 관리부(70)는 이후, 풍력발전시설의 해체 과정에서 실제 구성품의 재활용 및 폐기 상황을 입력받으며, 작성된 목록과 비교하여 재활용이 정확하게 이루어졌는지 관리자가 쉽게 확인할 수 있도록 표시할 수 있다.

폐기 관리부(80)는 풍력발전시설의 해체 과정에서 발생한 폐기 대상 구성품의 폐기 방법을 결정하고, 폐기 과정을 추적하여 폐기 처리의 적절성을 평가할 수 있다.

폐기 과정의 추적은 폐기를 위한 폐기 업체에 의뢰한 이력, 폐기 구성품을 해체 현장에서 상차한 이력, 폐기 완료 일자, 폐기 방법을 폐기 업체로부터 입력받아 추적하는 것으로 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전시설의 해체 및 재활용 관리 시스템의 블록 구성도이다.

도 3을 참조하면 앞서 설명한 도 1의 구성에서 교체 스케쥴 관리부(90)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때 디지털화부(10)의 구성은 앞서 도 2를 참조하여 설명한 구성과 동일한 것일 수 있다.

교체 스케쥴 관리부(90)는 서로 별개로 구성되는 다수의 풍력발전시설에 대한 판단 결과 교체가 필요한 부품을 구비하는 풍력발전시설의 목록을 저장하고, 해당 풍력발전시설의 교체 부품과 노후 정도를 저장한다.

이때 교체 대상 부품이 즉시 교체를 해야 할 정도로 노후된 것이면 상기 재활용 관리부(70)에서 재활용으로 관리하는 해체 부품이 있는지 확인하여, 해체 부품 중 재활용 대상인 부품으로 교체되도록 스케쥴링 할 수 있다.

또한, 교체 스케쥴 관리부(90)에서는 성능 평가부(40)의 평가결과 노후도 정도가 더 큰 부품부터 교체가 가능하도록 스케쥴링을 실시한다. 즉, 성능 평가부(40)에서 평가한 특정 풍력발전시설의 특정 부품이 2개월 이내에 교체되어야 하며, 다른 풍력발전시설의 특정 부품이 3개월 이내에 교체되어야 하는 경우로 판단되면, 2개월 내에 교체되어야 하는 부품을 더 우선하여 교체하도록 스케쥴링할 수 있다.

해체 결정부(60)에서 다른 풍력발전시설에 대하여 해체를 결정한 경우, 해체할 풍력발전시설에서 재활용할 수 있는 부품이 교체 스케쥴 관리부(90)에 등록된 부품과 일치하는 경우에는, 해체 작업 평가부(50)에서 해체 작업의 종류를 결정할 때 교체 스케쥴 관리부(90)에 등록된 부품을 먼저 해체하도록 해체 작업의 종류를 결정할 수 있다.

따라서, 본 발명은 해체되는 풍력발전시설에서 재활용 할 수 있는 부품들을 수집하고, 수집된 부품을 이용하여 해체가 아닌 부품의 교체로 결정된 다른 풍력발전시설의 부품을 교체할 수 있도록 스케쥴링할 수 있다.

이처럼 본 발명은 해체 풍력발전시설의 부품을 다른 풍력발전시설의 노후된 부품의 교체에 사용함으로써, 환경 오염 문제의 발생을 더 줄일 수 있다.

또한, 교체 스케쥴 관리부(90)는 교체 대상 풍력발전시설의 부품을 교체할 때, 특히 교체 대상 풍력발전시설의 연간 발전량 정보에 기반하여, 최대한 발전량이 가장 적은 시기에 교체 공사를 하도록 스케쥴링하는 것으로 한다.

이때 고려될 것은 교체 대상 부품의 교체 시기와 데이터베이스(11)에 저장된 교체 공사 기간 정보를 참조한 교체에 필요한 시간을 고려하여 결정할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

10:디지털화부 20:검출부
30:성능 검출부 40:성능 평가부
50:해체 작업 평가부 60:해체 결정부
70:재활용 관리부 80:폐기 관리부

Claims (5)

1. 풍력발전시설 구성품의 디지털 모델을 이용하여 풍력발전설비를 모델링하되, 풍력발전시설의 구성품에 대한 디지털 모델을 저장하는 데이터베이스를 포함하고, 상기 데이터베이스는 디지털 모델이 모사한 실제 구성품의 가격 정보를 함께 저장하도록 하는 디지털화부;
   풍력발전시설에서 각 부품의 동작에 따른 특성을 검출하는 검출부;
   상기 검출부의 검출결과를 상기 디지털화부의 모델링 결과에 적용하여 시뮬레이션을 수행하고, 현재 풍향 및 풍속에서 로터 회전 속도 기준값에 대하여 현재 풍향 및 풍력에 따른 로터의 회전 속도의 백분율을 구하여 블래이드를 포함하는 로터의 효율을 구함과 아울러 로터의 회전에 따른 저속 샤프트와 고속 샤프트 각각의 회전 속도를 기준 속도에 대한 백분율을 구하여 각각의 효율을 구하고, 저속 샤프트와 고속 샤프트의 효율을 이용하여 트랜스미션의 효율을 산출하는 성능 검출부;
   상기 성능 검출부의 검출 결과를 설치후 2년 내지 3년이 경과한 풍력발전시설의 실제 성능의 평균인 표준 풍력발전시설의 성능과 대비하여 평가를 수행하여 부품의 교체 또는 시설의 해체를 판단하는 성능 평가부;
   상기 성능 평가부에서 부품의 해체로 판단된 경우, 해당 시설의 규모를 평가하여 해체 작업의 종류와 이전의 국내 및 해외 사례를 확인하여 해체 작업에 필요한 기간 및 비용을 추정하되, 해체 작업에 필요한 비용은 총 비용에서 상기 데이터베이스에 저장된 가격 정보를 이용하여 재활용 가능한 구성품의 감가상각된 가격을 감안하여 추정하는 해체 작업 평가부;
   상기 성능 평가부의 부품 교체시 소요되는 비용 및 성능 개선 정도를 상기 성능 검출부를 통해 입력받고, 상기 해체 작업 평가부의 해체 작업 비용과 비교하여 경제성에 따라 부품의 교체 또는 해체를 결정하는 해체 결정부;
   상기 해체 결정부에서 풍력발전시설을 해체하는 것으로 결정한 경우 재활용 가능한 구성품의 목록을 작성하고, 풍력발전시설의 해체 과정에서 실제 구성품의 재활용 상황을 입력받아 재활용이 정확하게 이루어졌는지 확인하는 재활용 관리부; 및
   상기 해체 결정부에서 풍력발전시설을 해체하는 것으로 결정한 경우 폐기되는 구성품의 목록을 작성하고, 풍력발전시설의 해체 과정에서 실제 구성품의 폐기 과정을 입력받아 적절성을 평가하는 폐기 관리부를 포함하는 풍력발전시설의 해체 및 재활용 관리 시스템.
   
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