KR20110122453A - Wind power generator floating type - Google Patents

Wind power generator floating type Download PDF

Info

Publication number
KR20110122453A
KR20110122453A KR1020100041984A KR20100041984A KR20110122453A KR 20110122453 A KR20110122453 A KR 20110122453A KR 1020100041984 A KR1020100041984 A KR 1020100041984A KR 20100041984 A KR20100041984 A KR 20100041984A KR 20110122453 A KR20110122453 A KR 20110122453A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
blade
rudder
actuator
controller
change
Prior art date
Application number
KR1020100041984A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101139718B1 (en
Inventor
방형준
신형기
Original Assignee
한국에너지기술연구원
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 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020100041984A priority Critical patent/KR101139718B1/en
Publication of KR20110122453A publication Critical patent/KR20110122453A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101139718B1 publication Critical patent/KR101139718B1/en

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
    • F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224—Adjusting blade pitch
    • 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
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0658—Arrangements for fixing wind-engaging parts to a hub
    • 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
    • F03D7/0264—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for stopping; controlling in emergency situations
    • 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
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/043—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller characterised by the type of control logic
    • 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
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • 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

Abstract

PURPOSE: A floating wind power generator with a pose control unit using the local aerodynamic change of a blade is provided to control the pose of a wind power generator by smooth driving using an auxiliary power supply unit even if short or failure occurs on the supply line of a main power supply unit. CONSTITUTION: A floating wind power generator with a pose control unit using the local aerodynamic change of a blade comprises a rudder(10), an actuator, a controller, a pose control unit, and a sensor. The rudder is located on the end of a blade(1). The rudder rotates to the upper and lower parts of the blade. The rudder changes some of aerodynamic surface of the blade. The actuator is located in the blade. The actuator moves the rudder. The controller changes the aerodynamic surface of the blade by the rudder. The controller controls the driving of the actuator.

Description

블레이드의 국부 공력면 변화를 이용하는 자세제어수단이 구비된 부유식 풍력발전기{WIND POWER GENERATOR FLOATING TYPE}Floating wind power generator with attitude control means using local aerodynamic change of blade {WIND POWER GENERATOR FLOATING TYPE}

본 발명은 자세제어수단을 갖는 부유식 풍력발전기에 관한 것이다.
The present invention relates to a floating wind power generator having an attitude control means.

다양한 형태의 풍력발전기가 안출되어 있는데 이러한 풍력발전기 중 바람이 잘 통하는 호수나 바다 등의 수면에 부유된 형태의 부유식 풍력발전기가 있다. Various types of wind turbines are conceived. Among these wind turbines, there are floating wind turbines floating on the surface of a well-winding lake or sea.

지반 위에 세워진 형태의 풍력발전기와 달리 부유식 풍력발전기는 그 설치가 용이하고, 지반의 상태에 영향을 받지 않는 등의 특징이 있다.Unlike wind turbines built on the ground, floating wind turbines are easy to install and are not affected by the condition of the ground.

이러한 부유식 풍력발전기는 오뚝이와 같은 원리로 인해 쉽게 전복되지는 않으나 매우 강한 바람과 블레이드의 회전시 발생되는 하중의 변화 등으로 인해 전복의 위험성이 있어 전복을 방지할 필요성이 있을 뿐만 아니라 블레이드가 바람을 잘 전달받도록 할 필요성이 있기 때문에 자세제어수단을 가지고 있다.These floating wind turbines are not easily overturned due to the same principle as the tops, but there is a risk of overturning due to very strong winds and changes in the load generated during the rotation of the blades. It has a posture control means because it needs to be delivered well.

종래 부유식 풍력발전기에 구비되는 자세제어수단으로는, 발전기의 제너레이터를 통해 토크의 변화를 주는 방식이 있다.As a posture control means provided in the conventional floating wind generator, there is a method of changing the torque through the generator of the generator.

예를 들어 설명하면, 발전기가 죄측으로 기울어지려고 하면 토크를 우측으로 발생시켜 좌측으로 기울어지려는 힘에 대응되도록 함으로써 풍력발전기가 곧게 설 수 있도록 하는 것이다.For example, if the generator is to be inclined to the opposite side, the wind generator will stand up by generating torque to the right to correspond to the force to be inclined to the left.

부유식 풍력발발전기에 구비된 종래의 또 다른 자세제어수단은, 도 1과 같이 풍력발전기 중 상하로 연장된 타워(2) 등에 연결되어 있되 좌, 우, 전, 후 방향으로 연결되고 펼쳐진 각각의 케이블(3)을 당겨주거나 풀어주어 케이블(3)의 텐션을 조절함으로써 풍력발전기가 곧게 서도록 하는 방식이 있다. Another conventional attitude control means provided in the floating wind turbine is connected to the tower (2) extending up and down in the wind turbine as shown in FIG. By pulling or releasing the cable 3, there is a way to adjust the tension of the cable 3 so that the wind turbine stands upright.

그런데 종래의 자세제어수단은 모두 그 구동을 위해 상당히 큰 동력을 요구하는 것이기 때문에 전원공급라인의 고장이나 단락 현상이 발생될 경우 그 구동이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.However, since the conventional attitude control means requires a very large amount of power for its driving, there is a problem that the driving cannot be performed when a failure or short circuit of the power supply line occurs.

또, 구동속도가 느리기 때문에 풍력발전기의 미세한 진동이나 공진현상에 빠르게 대처하지 못하는 문제점도 있었다.In addition, because of the low driving speed there was a problem that can not quickly cope with the fine vibration or resonance of the wind turbine.

한편, 블레이드를 사용한 풍력발전 시스템에 있어서 일정한 발전출력 및 과도한 하중의 회피 등을 위해 블레이드의 각도를 회전시켜 주는 피치컨트롤이 이루어지고 있다.On the other hand, in the wind power generation system using the blade is a pitch control that rotates the angle of the blade for constant power generation and avoidance of excessive load has been made.

즉, 풍력이 약한 조건에서는 풍력의 영향을 많이 받아 블레이드결합체의 회전이 원활하게 이루어지고, 레이티드 풍속 이상의 과도한 풍력 조건에서는 풍력의 영향을 적게 받도록 하기 위해 피치컨트롤이 이루어지고 있는 것이다.In other words, under weak wind conditions, the blade assembly is smoothly rotated under the influence of the wind, and the pitch control is made to be less affected by the wind under excessive wind conditions above the rated wind speed.

특히, 피치컨트롤은 블레이드결합체에 위치된 복수 개의 블레이드 중 하부를 향해 위치된 블레이드의 하중을 저감하는 기능을 하는데 이는 피치컨트롤의 목적 중 매우 큰 비중을 차지한다.In particular, the pitch control functions to reduce the load of the blade located toward the lower of the plurality of blades located in the blade assembly, which occupies a very large proportion of the purpose of the pitch control.

또, 피치컨트롤은 풍력발전기의 주전원 공급라인에 단락이나 고장이 발생되었을 때 블레이드가 바람의 영향을 최대한 적게 받도록 블레이드의 피치를 꺽어놓기 위한 목적도 가지고 있다.(이 경우 피치컨트롤을 계속하는 것이 아니기 때문에 보조전원인 배터리를 통해서도 구동이 가능한 것임)The pitch control also aims to deflect the blades so that the blades are as affected by the wind as possible when a short circuit or breakdown occurs in the mains power supply line of the wind turbine. (In this case, the pitch control is not continued. Therefore, it can be driven by the auxiliary battery.)

이러한 피치컨트롤은 도 2와 같이 블레이드 자체의 각도를 조절해주는 방식으로서 유압모터를 사용한 유압식과 전기모터를 사용한 전기식이 있다.Such a pitch control is a way of adjusting the angle of the blade itself as shown in Figure 2, there is a hydraulic type using a hydraulic motor and an electric type using an electric motor.

그런데 풍력발전용 블레이드는 매우 무거워(3MW 풍력발전기의 경우 통상 10톤 정도이고, 5MW 풍력발전기의 경우 18톤 정도임) 종래와 같은 피치컨트롤에 많은 에너지가 소요되고 반응 속도가 느리다는 문제점을 가지고 있었다.However, wind blades are very heavy (usually about 10 tons for 3MW wind turbines and about 18 tons for 5MW wind turbines), which requires a lot of energy and slow response speed. .

이는 곧 평상시에는 피치컨트롤이 신속하게 이루어지지 못하여 빠른 바람변화에 대한 하중저감 목적으로의 피치컨트롤의 목적 달성 효과가 낮은 문제점으로 연결되며, 주전원 공급라인에 단락이나 고장이 발생되는 경우에는 피치구동기 베터리 용량부족으로 장시간 제어목적으로 사용이 어렵다는 문제점을 의미한다.
This leads to a problem that pitch control is not achieved quickly in general, and that the effect of pitch control for the purpose of reducing loads against rapid wind changes is low.In case of short circuit or failure in the main power supply line, the pitch driver battery It means that it is difficult to use for long time control purpose due to lack of capacity.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 에너지 소모량이 적어 주전원의 공급라인에 단락이나 고장이 발생되더라도 배터리 등의 보조전원을 통해 구동 가능하며, 미세한 진동이나 공진현상에 빠르게 대처할 수 있는 자세제어수단이 구비된 부유식 풍력발전기를 제공하려는데 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, more specifically, the energy consumption is low, even if a short circuit or failure occurs in the supply line of the main power can be driven through the auxiliary power supply, such as a battery, to quickly cope with fine vibration or resonance phenomenon An object of the present invention is to provide a floating wind turbine with a posture control means.

또, 일정한 출력 및 과도한 하중의 회피 등을 위한 블레이드의 하중 저감 효과도 얻을 수 있도록 하려는데 목적이 있다.
It is also an object of the present invention to obtain a load reduction effect of a blade for constant output and avoiding excessive load.

본 발명에서는 부유식 풍력발전기의 블레이드 끝부분에 항공기의 에이러런과 같이 공력면의 변화를 가져올 수 있는 장치를 구비하고, 이러한 장치의 구동을 제어기가 제어하여 풍력발전기의 자세를 제어함으로써 적은 전력으로 풍력발전기의 자세제어가 가능하도록 한다.In the present invention, the blade end of the floating wind generator is provided with a device capable of bringing about a change in aerodynamic surface, such as an aerolon of the aircraft, and the controller controls the driving of such a device to control the attitude of the wind power generator with less power This enables the attitude control of the wind turbine.

이를 통해 주전원의 공급라인에 단락이나 고장이 발생되더라도 배터리 등의 보조전원을 통해 원활하게 구동되어 풍력발전기의 자세를 제어할 뿐만 아니라 미세한 진동이나 공진현상에 빠르게 대처할 수 있도록 한다.Through this, even if a short circuit or breakdown occurs in the main power supply line, it is smoothly driven by an auxiliary power source such as a battery to control the attitude of the wind turbine and to quickly cope with minute vibration or resonance.

이러한 본 발명의 부유식 풍력발전기에 구비된 자세제어수단은, 블레이드의 끝부분에 위치되어 블레이드의 공력면 중 한 부분이 되면서 블레이드의 상부나 하부로 회전되어 블레이드의 일부 공력면이 변화되는 형태를 발생시키는 러더를 갖는다. The attitude control means provided in the floating wind power generator of the present invention is located at the end of the blade is rotated to the upper or lower portion of the blade while being one of the aerodynamic plane of the blade form a form of aerodynamic change of some of the blade It has a rudder to generate.

또, 블레이드의 내부에 위치되어 러더를 움직여 주는 액추에이터를 갖는다. It also has an actuator positioned inside the blade to move the rudder.

또, 러더에 의한 블레이드의 공력면을 변화시키기 위해 액추에이터의 구동을 제어하는 제어기를 갖는다.
Moreover, it has a controller which controls the drive of an actuator in order to change the aerodynamic surface of the blade by a rudder.

부유식 풍력발전기에 구비된 본 발명의 자세제어수단은, 블레이드의 끝부분에 항공기의 에이러런과 같이 공력면의 변화를 가져올 수 있는 장치(러더와 액추에이터) 및 이러한 장치의 구동을 제어하는 제어기가 구비되어 있다. The attitude control means of the present invention equipped with a floating wind turbine is a device (rudder and actuator) capable of bringing about a change in aerodynamic surface, such as an aerolon of an aircraft, at the end of a blade and a controller for controlling the driving of such a device. Is provided.

상기와 같은 러더와 액추에이터 및 제어기의 구동은 적은 전력으로도 가능하기 때문에 주전원의 공급라인에 단락이나 고장이 발생되더라도 배터리 등의 보조전원을 통해 원활하게 구동되어 풍력발전기의 자세를 제어할 수 있을 뿐만 아니라 미세한 진동이나 공진현상에 빠르게 대처할 수 있다.Since the operation of the rudder, actuator and controller as described above is possible even with a small amount of power, even if a short circuit or breakdown occurs in the main power supply line, the rudder, actuator and controller can be driven smoothly through auxiliary power such as a battery to control the attitude of the wind turbine. Instead, it can cope with minute vibration or resonance phenomenon quickly.

상기와 같은 러더와 액추에이터 및 제어기를 일정한 발전 출력 및 블레이드의 하중 저감을 위한 목적으로 사용할 경우 그 효과가 우수한 특징이 있다.When the rudder, actuator and controller as described above are used for the purpose of constant power generation and reduction of the load of the blade, the effect is excellent.

상기와 같은 구성에서 블레이드의 여러 지점에서 발생되는 응력을 감지하는 센서가 구비되어 있고, 제어기는 센서에 의해 감지된 데이터에 근거하여 액추에이터의 움직임을 제어하는 경우 블레이드의 각 부분에 작용하는 응력을 통해 변형률 분포와 굽힘응력이나 비틀림 응력의 정도를 검출하고, 이에 절절히 대응할 수 있는 특징이 있다.In the above configuration, a sensor is provided for detecting stresses generated at various points of the blade, and the controller controls the actuator movement based on the data sensed by the sensor. The strain distribution and the degree of bending stress or torsion stress can be detected and coped with them accordingly.

또, 공력면의 변화를 가져오는 러더가 복수 개 구비된 경우라면 블레이드에 작용하는 응력에 보다 적절히 대응할 수 있는 특징이 있다.
Moreover, when the rudder which brings about a change of aerodynamic surface is provided, there exists a characteristic which can respond suitably to the stress acting on a blade | wing.

도 1은 종래의 부유식 풍력발전기를 설명하기 위한 개략도
A : 일자형 타워를 갖는 형태
B : 'ㅗ'자형 타워를 갖는 형태
도 2는 종래의 풍력발전기에서 블레이드의 하중 저감을 위한 피치컨트롤 방식을 설명하기 위한 개략도
도 3은 본 발명의 부유식 풍력발전기를 설명하기 위한 개략도
A : 일자형 타워를 갖는 형태
B : 'ㅗ'자형 타워를 갖는 형태
도 4는 본 발명의 구성요소인 러더와 액추에이터의 설치상태를 설명하기 위한 개략도
도 5는 본 발명의 구성요소인 러더가 움직여 공력면이 변화되는 것을 설명하기 위한 개략도
A : 러더가 상부로 회전된 상태
B : 통상의 블레이드와 같은 공력면을 갖도록 러더가 회전되지 않은 상태
C : 러더가 하부로 회전된 상태
도 6은 센서에 의해 감지된 데이터에 근거하여 액추에이터와 러더가 움직이는 것을 설명하기 위한 개략도1 is a schematic diagram for explaining a conventional floating wind power generator
A: form with straight tower
B: form with a 'ㅗ' shaped tower
Figure 2 is a schematic diagram for explaining a pitch control method for reducing the load of the blade in the conventional wind power generator
Figure 3 is a schematic diagram for explaining the floating wind power generator of the present invention
A: form with straight tower
B: form with a 'ㅗ' shaped tower
Figure 4 is a schematic diagram for explaining the installation state of the rudder and the actuator as a component of the present invention
Figure 5 is a schematic diagram for explaining that the aerodynamic plane is changed by moving the rudder component of the present invention
A: The rudder is rotated upward
B: the rudder is not rotated to have the same aerodynamic surface as a normal blade
C: rudder rotated downward
Figure 6 is a schematic diagram for explaining the movement of the actuator and the rudder based on the data sensed by the sensor

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the technical spirit of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.It is to be understood, however, that the appended drawings illustrate only typical embodiments of the present invention and are not to be considered as limiting the scope of the invention.

본 발명은 부유식 풍력발전기에 관한 것이다. The present invention relates to a floating wind turbine.

따라서 본 발명의 풍력발전기는 블레이드(1)와 타워(2) 및 자세제어수단을 갖는다. Thus, the wind turbine of the present invention has a blade 1, a tower 2, and attitude control means.

그런데 본 발명은 에너지 소모량이 적어 주전원의 공급라인에 단락이나 고장이 발생되더라도 배터리 등의 보조전원을 통해 구동 가능하며, 미세한 진동이나 공진현상에 빠르게 대처할 수 있는 자세제어수단이 구비된 부유식 풍력발전기를 제공하려는 목적을 갖는다.However, the present invention can be driven by the auxiliary power supply such as a battery even if a short circuit or failure occurs in the main power supply line due to the low energy consumption, floating wind generator with a posture control means that can quickly cope with fine vibration or resonance phenomenon Has the purpose to provide.

본 출원의 발명자는 상기와 같은 목적을 위하여, 블레이드(1)의 끝부분에서 일부 공력면을 변화시켜주어 부유식 풍력발전기의 자세를 제어하는 방식을 안출하였다.The inventors of the present application, for the above purpose, by devising a way to control the attitude of the floating wind power generator by changing some aerodynamic surface at the end of the blade (1).

공력면의 변화를 주는 기술은 항공기의 에이러런 등에 적용되어 있다.The technology to change the aerodynamic plane is applied to the aerolon of the aircraft.

다만, 항공기에 구비된 에이러런은 항공기의 이, 착륙 및 비행 상황에서 비행기의 동체가 수평상태가 되거나 항공기의 앞쪽이 뒤쪽보다 높은 상태가 되도록 하기 위한 것일 뿐 항공기 등의 물체가 좌, 우, 전, 후로 넘어지려는 힘에 대응하기 위한 것이 아니다. However, the aeroren provided in the aircraft is intended to make the body of the plane horizontal or the front of the aircraft higher than the rear in the landing, flying and flying situations of the aircraft. It's not about countering the power to fall before and after.

이러한 본 발명의 장치는, 블레이드(1)의 끝부분에 위치되어 블레이드(1)의 공력면 중 한 부분이 되면서 블레이드(1)의 상부나 하부로 회전되어 블레이드(1)의 일부 공력면이 변화되는 형태를 발생시키는 러더(10)를 갖는다.Such a device of the present invention is located at the end of the blade (1) is rotated to the top or bottom of the blade (1) while being part of the aerodynamic surface of the blade (1) to change some aerodynamic surface of the blade (1) It has the rudder 10 which produces the shape to become.

또, 블레이드(1)의 내부에 위치되어 러더(10)를 움직여 주는 액추에이터(20)를 갖는다.Moreover, it has an actuator 20 which is located inside the blade 1, and moves the rudder 10. As shown in FIG.

상기와 같은 러더(10)나 액추에이터(20)의 구조는 항공기의 에이러런에 구비된 방식 등으로 구현 가능한 것이므로 구체적인 설명은 생략한다. Since the structure of the rudder 10 or the actuator 20 as described above can be implemented in a manner provided in the aerolon of the aircraft, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 구성요소인 러더(10)가 블레이드(1)의 끝부분에 위치되어야 하는 이유는 전체 공력면 대비 크지 않은 일부 공력면의 변화만을 통해서도 본 발명의 목적을 달성할 수 있기 때문이다.The reason why the rudder 10, which is a component of the present invention, should be located at the end of the blade 1 is that the object of the present invention can be achieved only by a change of some aerodynamic plane which is not large compared to the entire aeroplane.

변화되는 공력면의 크기가 크면 상대적으로 구동 속도가 느려질 수 있고 액추에이터(20)의 크기 및 무게도 상대적으로 증가하는 결과를 가져온다. If the size of the aerodynamic surface to be changed can be relatively slow driving speed and the size and weight of the actuator 20 is also relatively increased.

그런데 상기와 같은 러더(10)와 액추에이터(20)를 갖는 구성만으로는 본 발명의 목적을 달성할 수 없다. However, only the configuration having the rudder 10 and the actuator 20 as described above cannot achieve the object of the present invention.

회전되는 블레이드(1)의 위치 및 가해지는 응력 등의 상황에 적절히 대응하면서 본 발명의 목적 달성에 맞게 러더(10)의 움직임을 제어할 필요성이 있다. There is a need to control the movement of the rudder 10 in accordance with the object of the present invention while appropriately responding to situations such as the position of the blade 1 to be rotated and the stress applied.

따라서 본 발명에서는 러더(10)에 의한 블레이드(1)의 공력면을 변화시키기 위해 액추에이터(20)의 구동을 제어하는 제어기(30)가 구비된다.Therefore, in the present invention, a controller 30 for controlling the driving of the actuator 20 to change the aerodynamic surface of the blade 1 by the rudder 10 is provided.

이러한 제어기(30)는 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)나 각종 전자기기의 제어부와 같은 형태로 구현될 수 있다.The controller 30 may be implemented in the form of a computer processing unit (CPU) or a controller of various electronic devices.

상기 러더(10), 액추에이터(20), 제어기(30)를 갖는 구성은 부유식 풍력발전기의 자세제어를 위한 보조적인 수단으로 사용하는 것이 바람직하다. The configuration having the rudder 10, the actuator 20, the controller 30 is preferably used as an auxiliary means for attitude control of the floating wind turbine.

즉, 풍력발전기가 쓰러질 수 있을 정도의 매우 강한 힘에 대응하는 것은 종래기술(좌, 우, 전, 후 방향으로 설치된 케이블(1)의 텐션을 조절하는 방식 등)을 사용하고, 공진현상이나 미세한 진동 등에는 러더(10), 액추에이터(20), 제어기(30)가 대응되도록 하는 것이다.That is, to cope with a very strong force that can cause the wind turbine to fall down, the conventional technique (a method of adjusting the tension of the cable 1 installed in the left, right, front and rear directions, and the like) is used. The rudder 10, the actuator 20, and the controller 30 correspond to the minute vibrations.

특히, 풍력발전기의 주전원이 단락되거나 고장이 발생되었을 때 블레이드(1)가 바람을 적게 받는 상태가 되도록 블레이드를 움직여주는데 사용되는 것이 좋다.In particular, it is preferable that the blade 1 be used to move the blade so that the blade 1 receives less wind when the main power supply of the wind turbine is shorted or a failure occurs.

본 발명의 러더(10), 액추에이터(20), 제어기(30)의 구동을 위한 별도의 전원(배터리 등)을 설치할 수도 있으나 피치컨트롤을 위해 구비된 배터리로부터 전원을 공급받도록 구현할 수도 있다.A separate power source (battery, etc.) for driving the rudder 10, the actuator 20, the controller 30 of the present invention may be installed, but may be implemented to receive power from a battery provided for pitch control.

물론, 상기와 같은 러더(10), 액추에이터(20), 제어기(30)를 갖는 구성을 통해 종래 피치컨트롤 방식의 블레이드 하중저감장치를 대신할 수도 있다.Of course, the configuration having the rudder 10, the actuator 20, and the controller 30 as described above may replace the blade load reduction device of the conventional pitch control method.

즉, 제어기(30)는 블레이드(1)의 하중이 저감되도록 러더(10)를 움직여주도록 하는 것이다.
That is, the controller 30 is to move the rudder 10 so that the load of the blade 1 is reduced.

상기와 같은 본 발명에 있어서, 블레이드(1)의 각 부분에 작용하는 응력을 통해 응력의 변형률분포와 굽힘응력이나 비틀림 응력의 정도를 검출하고, 이에 절절히 대응하는 것이 본 발명의 목적을 달성하는데 효과적이며, 블레이드(1)의 손상을 방지하는 효과를 얻을 수도 있다.In the present invention as described above, it is effective to detect the strain distribution of the stress and the degree of bending stress or torsional stress through the stress acting on the respective parts of the blade 1, and to correspond appropriately to the purpose of achieving the object of the present invention. The effect of preventing damage to the blade 1 can also be obtained.

이를 위하여 블레이드의 여러 지점에서 발생되는 응력을 감지하는 센서(40)를 블레이드에 위치시킬 수 있다. To this end, the sensor 40 for detecting the stress generated at various points of the blade may be located on the blade.

이러한 센서(40)는 이미 공지된 다양한 종류의 센서(40)를 적용할 수 있지만 블레이드(1) 내에 위치되는 광섬유센서인 것이 바람직하다.The sensor 40 may apply various kinds of sensors 40 already known, but it is preferable that the sensor 40 is an optical fiber sensor located in the blade 1.

이는 광섬유센서의 경우 블레이드(1)와 일체화시키는 것이 용이하고 감지 능력이 우수할 뿐만 아니라 고장 발생률 등도 낮기 때문이다.This is because, in the case of the optical fiber sensor, it is easy to integrate with the blade 1, and the detection ability is excellent and the failure rate is low.

상기와 같은 센서(40)를 갖는 경우 제어기(30)는 센서(40)에 의해 감지된 데이터에 근거하여 액추에이터(20)의 움직임을 제어하도록 구현한다.
In the case of having the sensor 40 as described above, the controller 30 is implemented to control the movement of the actuator 20 based on the data sensed by the sensor 40.

본 발명에 있어서, 가변되는 공력면에 해당되는 러더(10)를 복수 개 구비하고, 제어기(30)는 각 러더(10)의 움직임을 각각 제어할 수 있도록 구현하는 것이 바람직하다.In the present invention, a plurality of rudders 10 corresponding to the variable aerodynamic plane are provided, and the controller 30 may be implemented to control the movement of each rudder 10, respectively.

이것은 블레이드(1)에 가해지는 굽힘응력이나 비틀림응력 등과 같이 복잡한 형태의 응력에 적절히 대응하면서 본 발명의 목적을 달성할 수 있게 공력면을 변화시키는 것이 용이하기 때문이다.
This is because it is easy to change the aerodynamic plane so that the object of the present invention can be achieved while appropriately responding to complex stresses such as bending stress and torsion stress applied to the blade 1.

1. 블레이드 2. 타워
3. 케이블 10. 러더
20. 액추에이터 30. 제어기
40. 센서1. blade 2. tower
3. Cable 10. Rudder
20. Actuator 30. Controller
40. Sensor

Claims (4)

자세제어수단을 갖는 부유식 풍력발전기에 있어서,
상기 자세제어수단은 블레이드(1)의 끝부분에 위치되어 블레이드(1)의 공력면 중 한 부분이 되면서 블레이드(1)의 상부나 하부로 회전되어 블레이드(1)의 일부 공력면이 변화되는 형태를 발생시키는 러더(10);
상기 블레이드(1)의 내부에 위치되어 러더(10)를 움직여 주는 액추에이터(20); 및
상기 러더(10)에 의한 블레이드(1)의 공력면을 변화시키기 위해 액추에이터(20)의 구동을 제어하는 제어기(30);를 포함하여 구성된, 블레이드의 국부 공력면 변화를 이용하는 자세제어수단이 구비된 부유식 풍력발전기.
In the floating wind power generator having an attitude control means,
The posture control means is located at the end of the blade (1) to become one of the aerodynamic surface of the blade (1) while rotating to the upper or lower portion of the blade (1) to change some aerodynamic surface of the blade (1) Rudder 10 to generate;
An actuator 20 positioned inside the blade 1 to move the rudder 10; And
It includes a controller 30 for controlling the drive of the actuator 20 to change the aerodynamic surface of the blade 1 by the rudder 10, comprising a posture control means using a local aerodynamic surface change of the blade Floating wind turbines.
제 1항에 있어서,
상기 블레이드(1)에는 블레이드(1)의 여러 지점에서 발생되는 응력을 감지하는 센서(40)가 위치되어 있고,
상기 제어기(30)는 상기 센서(40)에 의해 감지된 데이터에 근거하여 액추에이터(20)의 움직임을 제어하는 것을 특징으로 하는, 블레이드의 국부 공력면 변화를 이용하는 자세제어수단이 구비된 부유식 풍력발전기.
The method of claim 1,
The blade (1) has a sensor 40 for detecting the stress generated at various points of the blade (1),
The controller 30 is characterized by controlling the movement of the actuator 20 based on the data sensed by the sensor 40, floating wind power provided with attitude control means using a local aerodynamic change of the blade generator.
제 2항에 있어서,
상기 센서(40)는 블레이드 내에 위치된 광섬유센서인 것을 특징으로 하는, 블레이드의 국부 공력면 변화를 이용하는 자세제어수단이 구비된 부유식 풍력발전기.
The method of claim 2,
The sensor (40) is a floating wind turbine with attitude control means using a local aerodynamic change of the blade, characterized in that the optical fiber sensor located in the blade.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 러더(10)가 복수 개 구비되어 있고, 제어기(30)는 각각의 러더(10) 움직임을 각각 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는, 블레이드의 국부 공력면 변화를 이용하는 자세제어수단이 구비된 부유식 풍력발전기.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The rudder 10 is provided with a plurality, the controller 30 can control each rudder 10 movement, characterized in that the floating with a posture control means using a local aerodynamic change of the blade Wind turbine.
KR1020100041984A 2010-05-04 2010-05-04 Wind power generator floating type KR101139718B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100041984A KR101139718B1 (en) 2010-05-04 2010-05-04 Wind power generator floating type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100041984A KR101139718B1 (en) 2010-05-04 2010-05-04 Wind power generator floating type

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110122453A true KR20110122453A (en) 2011-11-10
KR101139718B1 KR101139718B1 (en) 2012-04-26

Family

ID=45392988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100041984A KR101139718B1 (en) 2010-05-04 2010-05-04 Wind power generator floating type

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101139718B1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100500709B1 (en) * 2002-01-03 2005-07-11 박길준 Electric power generating system using air flow from an exhauster
KR20090019880A (en) * 2009-01-13 2009-02-25 김민준 A closed-type tunnel way power generation system

Also Published As

Publication number Publication date
KR101139718B1 (en) 2012-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108180111B (en) Load shedding control method of the wind power generating set based on blade root load Yu pylon load
US10174741B2 (en) Blade pitch control apparatus for small size wind power generator
WO2018157897A1 (en) Yaw system monitor for a multi-rotor wind turbine system
CN109563809B (en) Wind turbine system with improved stability during shutdown
US20150337802A1 (en) System and method for pitch fault detection
US8816520B2 (en) Systems for load reduction in a tower of an idled wind-power unit and methods thereof
US11248584B2 (en) Relating to wind turbines having blades equipped with boundary layer control system
EP3783221A1 (en) Control system for positioning at least two floating wind turbines in a wind farm
EP2438300A2 (en) Hub-sited tower monitoring and control system for wind turbines
CN103835881B (en) Independent pitch system based on electronic effective damping and change oar method
WO2017063654A1 (en) Method for controlling hydraulic pitch force system
JP6314104B2 (en) Wind power generation facility and control method for wind power generation facility
EP2963286A1 (en) Windturbine and method for stopping the same
US9695802B2 (en) Wind turbine load mitigation
CN109139372B (en) Wind turbine generator control and braking method based on independent variable pitch
KR102234121B1 (en) Control method of wind power plant
JP6227490B2 (en) Downwind type windmill and its stopping method
KR101139718B1 (en) Wind power generator floating type
US9920743B2 (en) Wind turbine deceleration method and system
KR101092878B1 (en) The aerodynamic load reduction apparatus of blade for wind power generation
KR102042259B1 (en) Wind-Electric Power Generation System and Driving Stop Method Thereof
WO2019184181A1 (en) Wind turbine group, leveling device, and leveling control method, device and system
CN108945393B (en) Multi-axis aircraft
EP3922841A1 (en) Wind turbine operational method for responding to grid disturbance
CN203867777U (en) Individual pitch changing system based on electric effective damping

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150417

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160411

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170308

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190326

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200309

Year of fee payment: 9