KR20090116372A - 온도감시 기능을 가지는 풍력발전 시스템 및 이를 이용한풍력발전기의 온도 감시 방법 - Google Patents

온도감시 기능을 가지는 풍력발전 시스템 및 이를 이용한풍력발전기의 온도 감시 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090116372A
KR20090116372A KR1020080042270A KR20080042270A KR20090116372A KR 20090116372 A KR20090116372 A KR 20090116372A KR 1020080042270 A KR1020080042270 A KR 1020080042270A KR 20080042270 A KR20080042270 A KR 20080042270A KR 20090116372 A KR20090116372 A KR 20090116372A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wind power
temperature
wind
temperature measuring
optical fiber
Prior art date
Application number
KR1020080042270A
Other languages
English (en)
Inventor
김기열
이정민
이동근
Original Assignee
엘에스전선 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스전선 주식회사 filed Critical 엘에스전선 주식회사
Priority to KR1020080042270A priority Critical patent/KR20090116372A/ko
Publication of KR20090116372A publication Critical patent/KR20090116372A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
    • G01M11/31—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter and a light receiver being disposed at the same side of a fibre or waveguide end-face, e.g. reflectometers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

본 발명은 광섬유(120)를 이용하여 풍력발전기(110) 내부의 온도를 감시할 수 있는 풍력발전 시스템(100)에 관한 것이다.
본 발명에 따른 풍력발전 시스템(100)은 바람을 이용하여 전력을 생산하는 풍력발전기(110)와, 상기 풍력발전기(110)의 제어를 위한 중앙 제어장치(160)와, 상기 풍력발전기(110)와 상기 중앙 제어장치(160)를 통신 가능하게 연결하는 광섬유(120) 및, 상기 광섬유(120)의 중간에 연결되어, 온도측정용 레이저(20)를 상기 광섬유(120)에 입사시키고, 라만 효과에 의하여 산란되어 되돌아오는 역산란광(10)을 분석하여 온도를 측정하는 온도 측정 장치를 포함한다. 또한, 풍력발전 시스템(100)은 복수의 광파장을 서로 합치거나 분리하는 파장 분배장치(131, 132)를 구비하여, 광통신과 온도 측정을 동시에 할 수 있다.
풍력발전, 라만효과, 광섬유, 온도측정

Description

온도감시 기능을 가지는 풍력발전 시스템 및 이를 이용한 풍력발전기의 온도 감시 방법{WIND POWER GENERATING SYSTEM HAVING SURVEYING TEMPERATURE FUNCTION AND METHOD FOR SURVEYING TEMPERATURE OF WIND POWER APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 온도감시 시스템을 구비한 풍력발전 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 풍력발전기의 제어에 사용되는 통신용 광섬유를 이용하여 풍력발전기의 온도를 측정 감시하는 풍력발전 시스템에 관한 것이다.
바람을 이용하여 전력을 생산하는 풍력 발전 시스템은 일반적으로 풍력 발전기와 이를 제어하는 중앙 제어장치로 이루어진다. 풍력 발전기는 일반적으로 바람에 의해 회전하는 블레이드와, 블레이드의 회전에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로 구성된 너셀(nacelle)과, 블레이드와 너셀을 연결하는 허브(hub)와, 너셀을 지지하는 타워로 이루어진다. 또한, 상기 풍력 발전기와 중앙 제어장치는 광 케이블에 의하여 연결된다. 중앙 제어장치는 광 케이블을 통한 광통신에 의하여, 풍력발전기와 신호를 주고 받으면서 풍력 발전기의 동작을 제어한다.
풍력발전기의 너셀 내부에는 블레이드의 회전에 비해 회전수를 높여 발전 효율을 높이기 위한 기어와, 회전에너지를 전기에너지로 변환시키는 제너레이터와 같 은 발전용 부품들과, 상기 기어와 제너레이터와 같은 부품들의 원활한 기계적 동작을 위해 사용되는 휘발성이 강한 오일이나 윤활유와, 플라스틱 부품이나 여러가지 전기 부품들이 구비되어 있다. 따라서, 전기 부품들에 의한 스파크 발생하면 휘발성이 강한 오일이나 윤활유에 착화되어 화재가 발생할 위험성이 높다.
최근에는 발전 용량을 크게 하기 위해 풍력 발전기가 대형으로 설계되고 있으며, 더욱 큰 바람 에너지를 얻기 위해서 풍력 발전기의 타워는 그 높이가 높아지는 추세이다. 따라서, 화재 발생시 높은 타워의 위치와 접근성 때문에 큰 피해를 입게 되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 너셀 내부에 각 장치마다 온도 감지 센서를 설치하고 온도 감시를 위한 통신 선로를 설치함으로써, 풍력 발전기의 온도 상승 여부를 감시하고 화재에 대비하고 있다. 그러나, 이 경우 센서와 통신선로를 추가로 설치하여야 하므로 너셀의 구조가 복잡해지고, 설치에 어려움이 있다는 문제점이 있다. 또한, 너셀 내부의 각종 전기장치의 간섭으로 센서가 정확한 동작을 수행하지 못하는 경우가 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 풍력발전기와 중앙 제어장치를 연결하는 광섬유를 이용하여 풍력발전기의 온도를 측정 감시함으로써, 구조가 간단하고 안정적인 온도 측정이 가능한 풍력발전 시스템 및 온도감시 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 화재 발생시 자체 소화가 가능한 풍력발전 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 풍력발전 시스템은 바람을 이용하여 전력을 생산하는 풍력발전기와, 상기 풍력발전기의 제어를 위한 중앙 제어장치와, 상기 풍력발전기와 상기 중앙 제어장치를 통신 가능하게 연결하는 광섬유 및, 상기 광섬유의 중간에 연결되어, 온도측정용 레이저를 상기 광섬유에 입사시키고, 라만 효과에 의하여 산란되어 되돌아오는 역산란광을 분석하여 온도를 측정하는 온도 측정 장치를 포함한다.
또한, 상기 광섬유와 상기 온도 측정 장치는 복수의 광파장을 서로 합치거나 분리하는 파장 분배장치를 통하여 연결될 수도 있다.
또한, 상기 광섬유는 상기 풍력발전기 내부에서 상기 풍력발전기를 구성하는 각각의 장비들에 접촉하면서 연장될 수도 있다.
또한, 상기 중앙 제어 장치의 제어에 따라, 상기 풍력발전기의 내부에 소화 물질을 분사하여 화재를 진압하는 소화장치를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 풍력발전 시스템을 이용한 풍력발전기 온도감시 방법은 상기 파장 분배장치에 상기 온도 측정 장치가 발생시키는 온도측정용 레이저가 입사되는 단계와, 상기 파장 분배장치가 상기 온도측정용 레이저와 상기 중앙 제어 장치에서 입사되는 입력 광통신용 레이저를 중첩하는 단계와, 상기 파장 분배장치가 상기 중첩된 온도측정용 레이저 및 입력 광통신용 레이저를 상기 풍력 발전기의 각종 장비로 전송하는 단계와, 상기 풍력 발전기의 각종 장비에서 처리된 출력 광통신 레이저와, 상기 풍력발전기 내부의 각종 장비의 온도 데이터를 포함하는 역산란광이 상기 파장분배장치에 입사되는 단계와, 상기 파장 분배장치가 상기 출력 광통신 레이저는 중앙제어 장치로 그대로 통과시키고, 상기 역산란광은 상기 온도 측정 장치로 반사시키는 단계 및, 상기 온도 측정 장치가 상기 역산란광을 분석하여 온도를 계산하고, 그 결과를 상기 중앙 제어 장치로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 풍력발전 시스템은 풍력발전기의 각 부품들마다 별도의 센서를 설치하지 않고도 풍력발전기 내부의 온도를 측정할 수 있으므로, 풍력발전기의 구조를 단순화할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 풍력발전기와 제어장치를 연결하는 통신용 광섬유를 이용해 온도를 측정하게 되므로, 다른 전기 장치에 의한 간섭을 피할 수 있어 온도 측정의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 풍력발전기 자체에 소화장치이 구비됨으로써, 화재 발생시 신속하게 진압이 가능하고, 화재에 의한 피해를 최소한으로 줄일 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 시스템의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 풍력발전 시스템(100)은 풍력발전기(110)와, 풍력발전기(110)를 제어하기 위한 중앙 제어장치(160)와, 풍력발전기(110)와 중앙 제어장치(160)를 연결하는 광섬유(120)와, 광섬유(120)에 연결되어 풍력발전기(110) 내부의 온도를 측정하는 온도 측정 장치(140)를 구비한다.
풍력발전기(110)는, 바람에 의하여 회전하는 블레이드(111)와, 블레이드(111)의 회전에너지를 전기 에너지로 변환하는 너셀(112)과, 상기 블레이드(111)와 너셀(112)을 연결하는 허브(113)와, 너셀(112)를 지지하는 타워(114)로 이루어진다. 이때, 광섬유(120)는 풍력발전기(110) 내부에서 풍력발전기(110)를 구성하는 각각의 장비들에 접촉하면서 연장된다. 광섬유(120)는 풍력발전기(110) 내의 각종 장비에 접착되어 연결될 수도 있으나, 장비 외부에 감기는 방법으로 연결되어도 무방하다.
온도 측정 장치(140)는 온도측정용 레이저를 광섬유(120)에 입사시키고, 그 레이저의 역산란광(10)을 분석하여 온도를 산출하는 것으로서, 소위 DTS(Distribution Temperature System)라고 알려진 장비를 사용한다. 온도 측정 장치(140)에 의하여 측정된 온도 데이터는 중앙제어 장치(160)에 전송된다.
풍력발전시스템(100)은 중앙제어장치(160)와 풍력발전기(110) 사이의 데이터 전송을 제어하기 위한 데이터 단말장치(150)를 구비하는 것이 바람직하다. 광통신을 위해, 중앙 제어 장치(160)가 광섬유(120)로 광통신용 레이저를 입사시키면, 상기 광통신용 레이저는 광섬유(120)를 통해 일단 데이터 단말장치(150)로 전송된 후 풍력발전기(110)로 전송된다. 풍력발전기(110)에서 처리된 데이터는 다시 데이터 단말장치(150) 및 광섬유(120)를 통해서 중앙제어 장치(160)로 전송된다.
본 발명에 따른 풍력발전 시스템(100)은 풍력발전기(110)와 중앙 제어장치(160) 사이에서 통신용으로 이용되는 광섬유(120)에 온도측정장치(140)를 연결함으로써, 통신용 광섬유(120)를 통하여 광통신과 동시에 온도를 측정한다.
통신용으로 사용되는 광섬유는 일반적으로 멀티모드 파이버(multimode fiber)의 경우 통신파장으로서 850nm 또는 1310nm의 광파장으로 사용하고, 싱글모드 파이버(singlemode fiber)의 경우 1310nm 또는 1550nm의 광파장을 사용한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 시스템(100)은 통신용 광섬유(120)로써 1310nm 파장의 멀티모드 파이버를 사용한다.
온도 측정 장치(140)가 온도를 측정하는 원리는 광섬유 내에서의 라만 효과(Raman effect)를 이용하는 것이다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 온도 측정 장치(140)는 광섬유(120) 내로 소정의 파장을 갖는 온도측정용 레이저(20)를 입사시킨다. 광섬유(120)를 통한 온도측정에 사용되는 레이저(20)는 1064nm의 파장을 갖는 것을 사용한다. 입사된 온도측정용 레이저(20)는 라만 효과에 의해 광섬유(120) 내에서 계속적으로 산란된다. 산란된 광의 일부는 광섬유(120)를 통해 풍력발전기(110) 방향으로 계속 진행하고, 일부는 역산란광(Backscattered Light)(10)이 되어 다시 온도 측정 장치(140)로 되돌아 온다. 역산란광(10)은 입력된 광의 파장과 같은 파장의 레이리그(Rayleig) 산란광(11)과, 입력된 광의 파장과 다른 파장을 가진 라만 산란광(12, 13)을 포함한다.
역산란광(10)에 포함된 상기 레이리그 산란광(11)은 온도 측정 장치(140)에 의해 입사된 레이저와 그 파장이 동일한 산란광으로서 온도 신호와 무관하다. 온도 측정 장치(140)는 역산란광(10)을 필터링하여 레이리그 산란광(11)과 라만 산란광(12, 13)을 분리하고, 라만 산란광(12, 13)만을 분석하여 온도를 측정하게 된다. 라만 산란광(12, 13)은 스토크스(stokes) 광(13)과 안티 스토크스(anti-stokes) 광(12)을 포함한다. 상기 스토크스 광(13)은 온도에 따라 그 파장이 변화되지 않는 반면에, 상기 안티 스토크스 광(12)은 온도 따라 그 파장이 민감하게 변화한다. 따라서, 풍력발전기(110) 내의 온도에 따라 상기 안티 스토크스 광(12)만이 파장이 변화하게 되므로, 역산란광(10) 중에서 라만 산란광(12, 13)에 포함된 스토크스 광(13)과 안티 스토크스 광(12)의 파장의 비율을 계산하면 상기 라만 산란광이 나타내는 온도를 산출할 수 있다.
이와 같이, 광섬유(120)로 입사된 온도측정용 레이저는, 광섬유(120) 중에서 풍력발전기(110)의 각종 장비에 연결된 부분에서도 산란되어 다시 온도 측정 장치(140)에 되돌아온다. 상술한 바와 같이, 광섬유(120)가 풍력발전기(110)의 각종 장비에 연결되므로, 그 연결 부분에서 발생하는 역산란광(10)은 그 장비의 온도 정보를 포함하고 있는 것이다. 즉, 풍력발전기(110)의 각종 장비에 연결된 광섬유(120)에서 온도측정장치(140)로 돌아오는 역산란광(10)을 분석함으로써, 풍력발전기(110)의 해당 장비에 대응하는 절대온도를 측정할 수 있다.
한편, 온도 측정 장치(140)에 의해 입력된 레이저는 라만 효과에 의해 광섬유(120)의 전 범위에 거쳐 계속적으로 산란하기 때문에, 풍력발전기(110)의 특정한 장비의 온도를 측정감시하기 위해서는 역산란광(10)이 발생한 위치를 계산할 필요가 있다. 빛의 속도와 역산란광(10)이 되돌아온 시간을 측정하여 대응시키면 광섬유(120) 내부에서 역산란광(10)이 발생한 위치를 계산할 수 있다. 계산된 위치 데이터를 통해 풍력발전기(110)의 특정 장비별로 온도를 감시할 수 있다.
온도측정장치(140)에서 측정된 온도 데이터는 중앙 제어 장치(160)로 보내져서 분석되고, 분석된 데이터에 따라서 풍력발전기(110) 내부의 온도는 실시간으로 감시된다. 이와 같이, 별도의 온도 센서 없이 광섬유(120)를 통하여 온도측정용 레이저(20)를 입사시키고 역산란광(10)을 분석하여 온도를 측정하면, 풍력발전기(110) 내부의 각종 전기 장치들로부터 발생하는 전자파에 영향을 받지 않고 풍력발전기(110) 내부의 온도를 측정할 수 있다.
한편, 도 1을 다시 참조하면, 본 실시예에 따른 풍력발전 시스템(100)은 통 신용 광섬유(120)를 온도측정용으로 이용하기 위하여, 중앙 제어 장치(160)와 풍력발전기(110) 사이에 파장 분배장치(131, 132)를 구비한다. 바람직하게는, 광섬유(120)와 온도측정장치(140)의 연결부에는 제 1 파장 분배장치(131)가 구비되고, 제 1 파장 분배장치(131)와 풍력발전기 (110) 사이의 광섬유(120)에는 제 2 파장 분배기(132)가 구비된다.
제 1 파장 분배장치(131)는 중앙 제어 장치(160)에서 입사되는 입력 광통신 레이저와 온도 측정 장치(140)에서 입사되는 온도측정용 레이저(20)를 중첩시키거나, 제 2 파장 분배장치(132) 측에서 입사되는 광파장 중에서 역산란광(10)과 출력 광통신 레이저(30)를 분리하는 기능을 한다. 제 2 파장 분배장치(132)는 제 1 파장 분배장치(131) 측에서 입사되는 중첩되어 있는 입력 광통신 레이저와 온도측정용 레이저(20)를 분리하거나, 데이터 단말장치(150)에서 입사되는 출력 광통신 레이저(30)와 풍력발전기(110)의 각종 장비 측에서 입사되는 역산란광(10)을 중첩하는 기능을 한다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 풍력발전 시스템에 의한 온도 측정 방법을 더 상세하게 설명한다.
먼저, 중앙 제어 장치(160)로부터 광섬유(120)를 통해 제 1 파장 분배장치(131)로 입력 광통신 레이저가 입사되고, 온도 측정 장치(140)에서 온도측정용 레이저(20)가 제 1 파장 분배장치(131)에 입사된다. 상기 두 레이저 파장은 제 1 파장 분배장치(131)에서 중첩되어 제 2 파장 분배장치(132) 측으로 전송된다. 중첩되어 전송된 파장은 제 2 파장 분배장치(132)에서 다시 입력 광통신 레이저와 온도 측정용 레이저(20)로 분리되어 각각 데이터 단말장치(150)와 풍력발전기(110) 내의 각종 장비로 전송된다. 상기 입력 광통신용 레이저는 데이터 단말장치(150)를 통해 풍력발전기(110)의 각종 장비에 전송되어 처리되며, 처리된 데이터는 다시 제 2 파장 분배장치(132)로 전송된다. 이때 전송되는 출력 광통신 레이저(30)는 입력 광통신 레이저와 동일하게 1310nm의 파장을 갖는다. 상기 온도측정용 레이저는 상술한 바와 같이, 풍력발전기(110) 내의 각종 장비의 온도에 관한 정보를 포함하는 역산란광(10)으로 산란되어 제 2 파장 분배장치(132)로 전송된다. 상기 출력 광통신 레이저(30)와 역산란광(10)은 제 2 파장 분배장치(132)에서 중첩되어 다시 제 1 파장 분배장치(130)로 전송된다. 제 1 파장 분배장치(130)는 상기 출력 광통신 레이저(30)와 역산란광(10)을 분리한다. 상기 출력 광통신 레이저(30)와 역산란광(10)은 그 주요 파장의 차이가 크기 때문에, 쉽게 분리할 수 있다. 제 1 파장 분배장치(131)는, 파장이 1310nm에 해당하는 출력 광통신 레이저(30)는 그대로 통과시켜 중앙 제어 장치(160)로 보내고, 역산란광(10)은 반사시켜 온도 측정 장치(140)로 보낸다. 온도 측정 장치(140)는 상술한 원리를 이용하여 온도를 계산하고, 중앙 제어 장치(160)에 그 결과를 전송한다. 전송된 결과는 중앙 제어 장치(160)에서 분석되어 풍력발전기(110)의 화재 여부를 감시한다.
본 발명의 풍력발전 시스템(100)은 파장 분배장치(131, 132)를 통해 적절히 광파장을 중첩, 분리함으로써, 광섬유(120)를 통해 온도측정과 광통신을 동시에 할 수 있다. 따라서, 온도 측정용으로 별도의 시스템을 구축하지 않아도 되어, 풍력발전 시스템(100)의 구조를 간단히 할 수 있고, 설치비를 절감할 수 있다.
한편, 풍력발전장치(110)의 대형화에 따라, 보다 효율이 높은 전력 생산을 위하여 타워(114)의 높이 또한 높아진다. 풍력발전장치(110)에서 화재가 발생하기 가장 쉬운 너셀(112)은 타워(114)의 상층부에 위치하기 때문에, 화재 발생시 초기 진화 등 적극적인 대처를 하기가 어려워 그 피해가 더 커진다. 따라서, 화재 발생에 대한 대비책을 강구할 필요가 있다.
도 3는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 풍력발전 시스템의 개략도이다. 도 3의 실시예에 따른 풍력발전 시스템(100)은 풍력발전기(110)에 화재가 발생하였을 경우, 화재 진화에 사용되는 소화장치(170)을 더 포함한다.
구체적으로, 소화장치(170)은 타워(114) 내에 설치되는 소화 물질 저장탱크(170a)와 소화물질 이동 파이프(170b)를 포함한다. 소화 물질 저장탱크(170a)는 화재 진화에 사용되는 소화 물질을 저장한다. 소화물질로는 일반적으로 온도 변화에 따른 압력 변화가 적은 질소를 사용하는 것이 바람직하다. 소화물질 이동 파이프(170b)는 그 일측 단부가 소화 물질 저장탱크(170a)에 연결되고, 다른 측 단부는 풍력발전기(110)의 너셀(112)에 연결되어, 소화물질을 이동시키는 통로역할을 한다. 도면에 구체적으로 도시하지는 않았으나 너셀(112)과 연결되는 이동 파이프(170b)의 단부에는 소화물질을 너셀(112)의 내부로 분사할 수 있는 노즐을 구비하는 것이 바람직하다.
소화장치(170)는 광섬유(120)를 통해 중앙제어 장치(160)에 통신 가능하게 연결된다. 온도 측정 장치(140)에 의해 전송되는 온도 데이터에 따라 화재가 발생하였다고 판단되는 경우, 중앙 제어 장치(160)는 화재 진화수단(170)을 구동하여 풍력발전기(110)의 화재를 진압한다. 따라서, 이동파이프(170b)와 소화 물질 저장탱크(170a)의 연결부에는 화재 발생시 중앙 제어 장치(160)의 자동 제어에 의해 개폐 가능한 밸브(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다. 중앙 제어장치(160)는 온도 측정 장치(140)에서 측정된 온도에 따라 화재가 발생하였다고 판단되면, 이동파이프(170b)와 저장탱크(170a) 사이의 밸브를 개방함으로써, 소화물질이 이동파이프(170b)를 통해 풍력발전기(110)의 내부에 분사되어 화재를 진압하게 된다.
이와 같이, 풍력발전기(110)에 자체적으로 소화장치(170)가 구비됨으로써 초기 화재 진화에 보다 적극적으로 대처가 가능하고, 화재의 초기 진화를 통해 풍력발전기(110)의 피해를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 시스템의 개략도이다.
도 2는 풍력발전 시스템의 광섬유 일부에서의 광 파장의 이동을 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 풍력발전 시스템의 개략도이다.

Claims (5)

  1. 바람을 이용하여 전력을 생산하는 풍력발전기;
    상기 풍력발전기의 제어를 위한 중앙 제어장치;
    상기 풍력발전기와 상기 중앙 제어장치를 통신 가능하게 연결하는 광섬유;
    상기 광섬유의 중간에 연결되어, 온도측정용 레이저를 상기 광섬유에 입사시키고, 라만 효과에 의하여 산란되어 되돌아오는 역산란광을 분석하여 온도를 측정하는 온도 측정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유와 상기 온도 측정 장치는 복수의 광파장을 서로 합치거나 분리하는 파장 분배장치를 통하여 연결되는 것을 특징으로 하는 풍력발전 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유는 상기 풍력발전기 내부에서 상기 풍력발전기를 구성하는 각각의 장비들에 접촉하면서 연장되는 것을 특징으로 풍력발전 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙 제어 장치의 제어에 따라, 상기 풍력발전기의 내부에 소화물질을 분사하여 화재를 진압하는 소화장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전 시스템.
  5. 청구항 제2항에 따른 풍력발전 시스템을 이용한 풍력발전기 온도감시 방법으로서,
    상기 파장 분배장치에 상기 온도 측정 장치가 발생시키는 온도측정용 레이저가 입사되는 단계;
    상기 파장 분배장치가 상기 온도측정용 레이저와 상기 중앙 제어 장치에서 입사되는 입력 광통신 레이저를 중첩하는 단계;
    상기 파장 분배장치가 상기 중첩된 온도측정용 레이저 및 입력 광통신용 레이저를 상기 풍력 발전기의 각종 장비로 전송하는 단계;
    상기 풍력 발전기의 각종 장비에서 처리된 출력 광통신 레이저와, 상기 풍력발전기 내부의 각종 장비의 온도 데이터를 포함하는 역산란광이 상기 파장분배장치에 입사되는 단계;
    상기 파장 분배장치가 상기 출력 광통신 레이저는 중앙제어 장치로 그대로 통과시키고, 상기 역산란광은 상기 온도 측정 장치로 반사시키는 단계;
    상기 온도 측정 장치가 상기 역산란광을 분석하여 온도를 계산하고, 그 결과 를 상기 중앙 제어 장치로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 온도감시 방법.
KR1020080042270A 2008-05-07 2008-05-07 온도감시 기능을 가지는 풍력발전 시스템 및 이를 이용한풍력발전기의 온도 감시 방법 KR20090116372A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080042270A KR20090116372A (ko) 2008-05-07 2008-05-07 온도감시 기능을 가지는 풍력발전 시스템 및 이를 이용한풍력발전기의 온도 감시 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080042270A KR20090116372A (ko) 2008-05-07 2008-05-07 온도감시 기능을 가지는 풍력발전 시스템 및 이를 이용한풍력발전기의 온도 감시 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090116372A true KR20090116372A (ko) 2009-11-11

Family

ID=41601148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080042270A KR20090116372A (ko) 2008-05-07 2008-05-07 온도감시 기능을 가지는 풍력발전 시스템 및 이를 이용한풍력발전기의 온도 감시 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090116372A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012074179A1 (ko) * 2010-12-03 2012-06-07 삼성중공업 주식회사 풍력발전기용 기어 박스의 온도 제어 시스템 및 방법
KR101304917B1 (ko) * 2011-08-09 2013-09-05 삼성중공업 주식회사 풍력 발전기의 운전 제어 시스템 및 운전 제어 방법
KR101394238B1 (ko) * 2013-04-02 2014-05-14 (주)대은 풍력발전기 너셀 화재 감지 및 소화시스템
CN103920262A (zh) * 2013-01-10 2014-07-16 全龙浩 自力式风力发电机降温消防系统

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012074179A1 (ko) * 2010-12-03 2012-06-07 삼성중공업 주식회사 풍력발전기용 기어 박스의 온도 제어 시스템 및 방법
US8866324B2 (en) 2010-12-03 2014-10-21 Samsung Heavy Ind. Co., Ltd. System and method for controlling temperature of gear box for wind power generator
GB2523718A (en) * 2010-12-03 2015-09-09 Samsung Heavy Ind System and method for controlling temperature of a gearbox for wind generator
GB2523718B (en) * 2010-12-03 2017-08-16 Samsung Heavy Ind System and method for controlling temperature of gear box for wind power generator
KR101304917B1 (ko) * 2011-08-09 2013-09-05 삼성중공업 주식회사 풍력 발전기의 운전 제어 시스템 및 운전 제어 방법
CN103920262A (zh) * 2013-01-10 2014-07-16 全龙浩 自力式风力发电机降温消防系统
KR101394238B1 (ko) * 2013-04-02 2014-05-14 (주)대은 풍력발전기 너셀 화재 감지 및 소화시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9062965B2 (en) Multi-point measuring apparatus and method of FBG sensor having multiple delaying fibers
JP5928769B2 (ja) 電気機械部品監視システム及び方法
CN103314277B (zh) 风力涡轮机部件中的长纤维光学传感器系统
US20200132052A1 (en) Strain and vibration measuring system for monitoring rotor blades
US11768127B2 (en) Fiber optic virtual sensing system and method
CN103297126B (zh) 基于光学标记法的pon线路故障监测方法及其装置
CN108318248A (zh) 基于光纤振动传感的轴承状态在线监测系统及方法
JP2013072872A (ja) 光周波数領域反射式によるオプチカルファイバー・ネットワークの測定方法
CN105865751B (zh) 用于光纤熔丝效应的监测系统及方法
US20230288497A1 (en) Cable monitoring system
KR20090116372A (ko) 온도감시 기능을 가지는 풍력발전 시스템 및 이를 이용한풍력발전기의 온도 감시 방법
CN103185198A (zh) Lng储罐的分布式光纤泄漏监测系统
CN114747159A (zh) 用于检测光网络中光链路的工作情况的方法和装置
CN104024815A (zh) 光纤光栅传感器系统和方法
US10465658B2 (en) Optical condition monitoring system for a wind turbine generator and methods of use thereof
US10378971B2 (en) Temperature sensor
Song et al. Partial discharge detection based on optimization of optical probe and Sagnac interference
CN110266375B (zh) 面向twdm-pon的高精度故障监测装置及方法
CA2965628A1 (en) Apparatus and method for characterization of fbg reflector array
CN111024283A (zh) 引下光缆的多参数光纤传感检测方法及系统
JP2011055281A (ja) 光設備識別方法及びシステム
CN203822543U (zh) 一种新型的风力发电机组的监控系统
KR102002647B1 (ko) 광선로 감시시스템
JP2011027050A (ja) 風力発電装置
Arregui et al. Protection and Monitoring system for hydroelectric generating sets

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20080507

PA0201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
PN2301 Change of applicant

Patent event date: 20080729

Comment text: Notification of Change of Applicant

Patent event code: PN23011R01D

PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20100427

Patent event code: PE09021S01D

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20101006

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20100427

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I