KR20240019932A - Maintenance System for Blades for Wind turbines - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 풍력발전기 블레이드의 전연부를 보호하도록 복수의 레이어로 마련되어 부착되는 보호테이프는 상기 보호테이프를 상기 블레이드 전연부 표면에 부착시키는 접착제 레이어 및 일측은 상기 접착제 레이어와 접하고 타측은 외부에 개방되는 보호테이프 레이어로 구성되며, 상기 보호테이프 레이어는 폴리우레아(polyurea, 폴리요소)로 마련하되, 상기 폴리우레아를 상기 접착제 레이어에 분사한 후, 상기 폴리우레아를 경화시킴으로써 표면에 복수의 돌기부 내지 니들을 형성하는 것을 특징으로 한다.The protective tape provided and attached in a plurality of layers to protect the leading edge of the wind turbine blade according to the present invention includes an adhesive layer that attaches the protective tape to the front edge surface of the blade, one side of which is in contact with the adhesive layer, and the other side of which is open to the outside. It consists of a protective tape layer, and the protective tape layer is made of polyurea (polyurea). After spraying the polyurea on the adhesive layer, the polyurea is cured to form a plurality of protrusions or needles on the surface. It is characterized by forming.
Description
본 발명은 풍력발전기 블레이드 전연부의 보호테이프 관한 것으로서 폴리우레아를 이용한 필름을 보호테이프로 이용함으로써 내구성 및 방오성능이 우수한 블레이드 전연부 보호테이프 및 이를 이용한 유지보수 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a protective tape for the leading edge of a wind turbine blade, which has excellent durability and anti-fouling performance by using a film made of polyurea as a protective tape, and to a maintenance method using the same.
풍력발전기란 바람 에너지를 기계적 에너지로 변환하고, 이 기계적 에너지로 발전기를 구동하여 전기에너지를 얻어내는 장치를 말하며, 크게 로터(rotor), 나셀(nacelle), 블레이드(blade) 및 타워(tower)로 구성된다. 로터 및 블레이드는 바람에 의해 회전되는 날개와 이의 구성부고, 나셀은 로터의 회전에 의해 얻어지는 회전 운동 에너지를 전기에너지로 변환하는 역할을 하는 것으로서 다양한 부품을 포함하며, 타워는 지면에 설치되어 로터 및 나셀을 지지하는 역할을 한다.A wind power generator is a device that converts wind energy into mechanical energy and drives a generator with this mechanical energy to obtain electrical energy. It is largely divided into a rotor, nacelle, blades, and tower. It is composed. The rotor and blades are the wings and their components that are rotated by the wind, the nacelle is responsible for converting the rotational kinetic energy obtained by the rotation of the rotor into electrical energy and includes various parts, and the tower is installed on the ground to rotate the rotor and It serves to support the nacelle.
이러한 풍력발전기는 무한정의 청정에너지인 바람을 동력원으로 하므로 기존의 화석 연료나 우라늄 등을 이용한 발전 방식과 달리 발열에 의한 열 공해나 대기오염 그리고 방사능누출 등과 같은 문제가 없는 무공해 발전방식이다. These wind power generators use wind, which is infinite clean energy, as a power source, so unlike existing power generation methods using fossil fuels or uranium, it is a pollution-free power generation method without problems such as heat pollution due to heat generation, air pollution, and radioactivity leaks.
또한, 풍력발전기는 바람 에너지가 충분히 확보될 수 있는 자연 환경에 설치되는데 주로 바닷가나 해상에 설치되거나 산이나 언덕에 설치되어 비교적 풍부한 바람 에너지를 이용하여 블레이드를 회전시키게 된다.In addition, wind power generators are installed in natural environments where sufficient wind energy can be secured. They are mainly installed on the beach or sea, or on mountains or hills, and use relatively abundant wind energy to rotate the blades.
이때, 주기적인 바람의 영향으로 블레이드 전연부가 손상되고 특히, 염해, 비, 태풍, 모래나 먼지로 인해 부식과 마모가 발생한다. 이러한 손상은 블레이드의 공기 역학적 효율 감소로 연결되어 풍력발전기의 출력량을 감소시키는 문제점이 발생한다.At this time, the leading edge of the blade is damaged due to the periodic influence of wind, and in particular, corrosion and wear occur due to salt damage, rain, typhoons, sand or dust. This damage leads to a decrease in the aerodynamic efficiency of the blades, causing a problem that reduces the output of the wind generator.
또한, 블레이드의 손상을 수리나 보수하지 않는 경우 파손 부위에 침투하는 수분에 의하여 동결, 팽창을 반복하며 블레이드의 구조적인 결함으로 연결될 수 있으며 이는 나아가 풍력발전기 전체의 구조적인 결함을 발생하는 문제가 될 수 있다.In addition, if damage to the blade is not repaired or repaired, moisture penetrating into the damaged area may cause repeated freezing and expansion, which may lead to structural defects in the blade, which can further lead to structural defects in the entire wind turbine. You can.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가동 중인 풍력발전기의 블레이드 손상 상태를 확인 및 감지하고, 기 설정된 프로세스에 따라 블레이드 전연부의 손상을 효과적이고 경제적으로 유지 보수할 수 있는 보호테이프 및 유지보수 방법을 제공하려는 것이다.The present invention was developed in consideration of the above-mentioned problems, and the purpose of the present invention is to confirm and detect the damage state of the blades of an operating wind power generator and to effectively and economically maintain and repair damage to the leading edge of the blade according to a preset process. The goal is to provide protective tapes and maintenance methods.
본 발명에 따른 풍력발전기 블레이드 전연부의 보호테이프 및 이를 이용한 유지보수 방법은 풍력발전기 블레이드의 전연부를 보호하도록 복수의 레이어로 마련되어 부착되는 보호테이프에 있어서, 상기 보호테이프를 상기 블레이드 전연부 표면에 부착시키는 접착제 레이어 및 일측은 상기 접착제 레이어와 접하고 타측은 외부에 개방되는 보호테이프 레이어로 구성되며, 상기 보호테이프 레이어는 폴리우레아(polyurea, 폴리요소)로 마련하되, 상기 폴리우레아를 상기 접착제 레이어에 분사한 후, 상기 폴리우레아를 경화시킴으로써 표면에 복수의 돌기부 내지 니들을 형성하는 것을 특징으로 한다.The protective tape of the leading edge of a wind turbine blade according to the present invention and the maintenance method using the same include a protective tape provided in a plurality of layers to protect the leading edge of a wind turbine blade, and attaching the protective tape to the surface of the leading edge of the blade. It consists of an adhesive layer and a protective tape layer that is in contact with the adhesive layer on one side and open to the outside on the other side. The protective tape layer is made of polyurea (polyurea), and the polyurea is sprayed on the adhesive layer. Afterwards, the polyurea is cured to form a plurality of protrusions or needles on the surface.
또한, 상기 보호테이프 레이어의 혼합 재료인 상기 폴리우레아는 상기 보호테이프 레이어의 일측 및 타측으로 복수개의 니들이 돌출되며, 상기 접착제 레이어와의 결합 면적을 증대시켜 결합도를 향상시키고, 상기 돌기부 내지 니들 사이의 공간이 초소수성을 갖도록 하는 것을 특징으로 한다. In addition, the polyurea, which is a mixed material of the protective tape layer, has a plurality of needles protruding from one side and the other side of the protective tape layer, improves bonding by increasing the bonding area with the adhesive layer, and forms a bond between the protrusions and the needles. It is characterized in that the space has superhydrophobicity.
또한, 상기 상기 접착제 레이어의 저면에는 접착제 보호 레이어가 더 마련됨으로써 접착력 증대 및 상기 보호테이프의 부착 시 사용성을 증대시키고, 상기 보호테이프 레이어의 초소수성을 증대하기 위해 샌드 페이퍼를 이용한 샌딩 공정, 광조사 공정, 에칭 공정 및 화학적 식각 중 어느 하나 이상의 공정을 추가하는 것을 특징으로 한다.In addition, an adhesive protective layer is further provided on the bottom of the adhesive layer to increase adhesion and usability when attaching the protective tape, and to increase the superhydrophobicity of the protective tape layer, a sanding process using sand paper and light irradiation are performed. It is characterized by adding one or more processes among process, etching process, and chemical etching.
또한, 상기 보호테이프 레이어의 초소수성, 초발수성 마이크로 어레이를 위해 상기 돌기부는 1 내지 30 마이크로 미터의 지름과 0.5 내지 50 마이크로 미터의 높이를 갖는 복수의 돌기부로 마련되고, 상기 CNT가 니들 형태로 마련됨으로써 초소수성 공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, for the superhydrophobic and superhydrophobic microarrays of the protective tape layer, the protrusions are provided as a plurality of protrusions having a diameter of 1 to 30 micrometers and a height of 0.5 to 50 micrometers, and the CNTs are provided in the form of needles. This is characterized by the formation of a superhydrophobic space.
또한, 상기 보호테이프는 폴리우레아 재료를 준비하는 단계, 상기 폴리우레아를 접착제 레이어 위에 분사하는 단계, 상기 폴리우레아 경화하는 단계, 상기 경화 후 재단 및 롤링하는 단계 및 표면 마무리 단계를 통해 제조되는 것을 특징으로 한다.In addition, the protective tape is manufactured through the steps of preparing a polyurea material, spraying the polyurea on the adhesive layer, curing the polyurea, cutting and rolling after curing, and surface finishing. Do it as
본 발명에 따른 보호테이프를 이용한 풍력발전기 블레이드의 전연부 유지보수 방법은 사용에 의한 블레이드 전연부 손상을 감지하는 단계, 보수가 필요한 손상 부위를 체크 및 표시하는 단계, 손상 부위의 보수 준비 단계, 상기 손상 부위를 보수하기 위해 보강 부재를 부착하는 단계 및 마무리 단계를 포함하며, 상기 보강 부재를 부착하는 단계는, 상기 보호테이프를 사용하여 블레이드 상부에서 하부로 부착하는 단계, 기포 및 이물질을 제거하는 단계, 실러를 도포하기 위해 보호 테이프와 전연부 둘레에 고무 테이프를 부착하는 단계, 상기 보호 테이프와 전연부 둘레에 실러를 도포하는 단계 및 고무테이프를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for maintaining the leading edge of a wind turbine blade using a protective tape according to the present invention includes the steps of detecting damage to the leading edge of the blade due to use, checking and marking damaged areas requiring repair, preparing repair of the damaged area, and the above. A step of attaching a reinforcing member to repair the damaged area and a finishing step, wherein the step of attaching the reinforcing member includes attaching the blade from the top to the bottom using the protective tape, and removing air bubbles and foreign substances. , Attaching a rubber tape around the protective tape and the leading edge to apply the sealer, applying the sealer around the protective tape and the leading edge, and removing the rubber tape.
또한, 상기 손상 부위의 보수 준비 단계는 상기 보강 부재 부착 이전에 손상 부위를 보수하는 단계로서, 유리섬유의 손상이 발생한 경우, 유리섬유를 재단한 후 에폭시 수지를 사용하여 손상 부위에 부착하고 경화시키는 단계를 더 포함하고, 유리 섬유의 손상 없이 표면만 손상한 경우, 손상 부위에 에폭시 필러를 도포 및 경화 후 샌딩하고, 마스킹 테이프를 부착 후 페인트를 도포하고 상기 마스킹 테이프를 제거하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the repair preparation step of the damaged area is a step of repairing the damaged area before attaching the reinforcing member. When damage to the glass fiber occurs, the glass fiber is cut and then attached to the damaged area using an epoxy resin and cured. The step further includes, when only the surface is damaged without damaging the glass fibers, applying and curing epoxy filler to the damaged area, then sanding it, attaching masking tape, applying paint, and removing the masking tape; It is characterized by including.
본 발명에 따른 블레이드 전연부 보호테이프 및 이를 이용한 유지보수 방법은 내구성이 우수하고 사용이 편리하며 방오성을 확보한 보호테이프 및 이를 이용한 유지보수 방법에 이용될 수 있다. The blade leading edge protection tape according to the present invention and the maintenance method using the same are excellent in durability, convenient to use, and have anti-fouling properties, and can be used as a maintenance method using the same.
도 1은 풍력발전기의 동작 상태를 설명하는 설명도,
도 2는 풍력발전기 블레이드의 전연부 손상에 관한 설명사진,
도 3은 풍력발전기 블레이드 전연부의 손상에 따른 연간출력량(AEP) 감소를 설명하는 그래프,
도 4는 본 발명에 따라 블레이드 전연부 보호테이프를 제조하는 과정을 설명하는 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 보호테이프의 작용 효과에 관한 설명도,
도 6은 본 발명에 따른 보호테이프를 제조하는 장치에 관한 설명도,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 보호테이프를 이용한 블레이드 전연부의 유지보수 방법의 순서를 설명하는 순서도이다.1 is an explanatory diagram illustrating the operating state of a wind power generator;
Figure 2 is an explanatory photo of damage to the leading edge of a wind turbine blade;
Figure 3 is a graph explaining the decrease in annual power output (AEP) due to damage to the leading edge of the wind turbine blade;
Figure 4 is a flowchart illustrating the process of manufacturing a blade leading edge protection tape according to the present invention;
5 is an explanatory diagram of the effect of the protective tape according to the present invention;
6 is an explanatory diagram of an apparatus for manufacturing a protective tape according to the present invention;
Figures 7 and 8 are flow charts explaining the maintenance method of the blade leading edge using a protective tape according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 블레이드 전연부 유지보수를 위한 보호테이프 및 이를 이용한 유지보수 방법에 관하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 여기에서 설명하는 실시예로 한정되지 않으며, 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, a protective tape for maintenance of the leading edge of a blade according to an embodiment of the present invention and a maintenance method using the same can be easily performed by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Let's explain it in detail. The present invention is not limited to the embodiments described herein and may be implemented in many different forms. In order to clearly explain the present invention, parts that are not relevant to the description are omitted, and identical or similar components are given the same reference numerals throughout the specification.
먼저, 본 발명에 따른 풍력발전기(1)의 블레이드 전연부(210)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 바람 에너지에 의한 블레이드(200)의 회전운동 시 마찰이 가장 많이 발생하는 부분으로서 다양한 요인에 의해 부식이나 손상이 발생하게 된다. 이와 같이 블레이드 전연부의 손상을 제거하고 유지하는 것은 매우 중요한 작업이며 특히, 가동 중인 풍력발전기(1)의 손상을 감지하고 보수, 유지하는 것은 작업 여건 및 주변 환경의 특성상 쉽지 않다. 또한, 바람에 의한 전연부의 물리적 손상 이외에도 외부 오염물질로 인한 전연부 오염도 발생하고 있는 바, 내구성이 우수하며 방오 성능을 가지는 보호테이프가 필요한 것이다. First, the
본 발명에 따른 보호테이프(100)는 복수의 레이어로 마련되며, 블레이드 전연부의 보수, 보호의 기능뿐만 아니라 선박이나 구조물의 표면을 해상 오염으로부터 방지할 수 있으며 특히, 바이오 파울링을 방지하기 위해 미생물 등의 부착 가능성을 낮출 수 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 보호테이프의 제조공정 상 폴리우레아 및 CNT를 분사하여 제조함으로써 표면에 소수성 공간 내지 초소수성 공간(P)를 마련하려는 것이다.The
본 발명에 따른 풍력발전기 블레이드 전연부의 보호테이프(100)는 복수의 레이어로 마련되며 상기 보호테이프를 상기 블레이드 전연부 또는 해상구조물, 선박 표면에 부착시키기 위한 접착제 레이어(110), 일측은 상기 접착제 레이어(110)와 접하고 타측은 외부에 개방되는 보호테이프 레이어(130)로 구성된다.The
도 4는 상기 보호테이프의 제조 순서를 설명하는 순서도로서, 상기 보호테이프 레이어(130)는 비용이 저렴하고 그 제작이 용이하도록 PDMS를 대체한 폴리우레아를 상기 접착제 레이어(110)에 분사하여 제작한다. 경우에 따라서는 분사량, 분사 시간 및 횟수 등의 조건을 변경할 수 있다. 또한, 상기 분사 시 원재료의 크기 및 형태 등도 요구 조건에 따라 다양하게 변경하여 혼합할 수 있다. Figure 4 is a flowchart explaining the manufacturing process of the protective tape. The
분사는 스프레이에 의한 분사가 일반적이며 분사 노즐의 크기, 직경 등을 조정할 수 있으며, 경우에 따라서 분사 공정 이후에 증착 공정에 의해 상기 폴리우레아가 상기 접착제 레이어에 도포되는 것을 보완할 수도 있다. Spraying is generally done by spraying, and the size and diameter of the spraying nozzle can be adjusted. In some cases, the polyurea can be supplemented by applying the polyurea to the adhesive layer by a deposition process after the spraying process.
또한, 상기 보호테이프 레이어(130)는 PDMS(polydimethyl siloxane, 폴리디메틸실록산) 및 CNT(carbon nanotube, 탄소 나노튜브)를 혼합하여 마련할 수도 있으므로 본 발명에 따라 분사 공정과 함께 그 제조 방법 및 공정을 선택하거나 병합할 수도 있을 것이다. In addition, the
여기서 상기 폴리우레아(Polyurea)에 관하여 추가 설명하면, 상기 폴리우레아는 코팅 또는 라이닝 물질을 만들 때 쓰이는 고분자 재료로서 부식과 마모 저항을 제공해야 하는 대부분의 제품들에 사용되며 빠른 경화시간, 대기 중이나 주변 환경의 공격에 대한 저항성이 우수하고, 긴 유통기한과 내구성 때문에 부식 방지에 많이 사용될 수 있다.Here, to further explain the polyurea, polyurea is a polymer material used to make coating or lining materials and is used in most products that must provide corrosion and abrasion resistance, fast curing time, and in the air or surroundings. It has excellent resistance to environmental attack and can be widely used to prevent corrosion due to its long shelf life and durability.
상기 폴리우레아는 코팅에서 건설, 자동차, 그리고 생산이나 가공업 같은 분야에서 부식 방지에 널리 쓰이며, 합성 수지와 이소시아네이트(플라스틱, 접착제에 쓰임)반응 물질을 합성한 것을 포함한 계단식 성장 중합반응에서 유래된 탄성중합체(고무와같은성질을 가진 물질)이다. The polyurea is widely used in coatings, construction, automobiles, and for corrosion prevention in fields such as production and processing, and is an elastomer derived from a step-growth polymerization reaction involving the synthesis of synthetic resins and isocyanate (used in plastics and adhesives) reaction materials. (a substance with rubber-like properties).
상기 폴리우레아의 성질을 간단히 요약하면, 휘발성 유기화합물(VOCs) 이 쓰이지 않았기 때문에 친환경이고, 짧은 가용시간, 화학 및 마모 저항, 내후성(날씨저항) 및 내식성(부식 저항), 내열성(열저항), 습기에 민감하지 않음, 방음, 방수성을 갖는다.To briefly summarize the properties of the polyurea, it is eco-friendly because it does not contain volatile organic compounds (VOCs), has short useful life, chemical and abrasion resistance, weather resistance and corrosion resistance, heat resistance (thermal resistance), It is not sensitive to moisture, has soundproofing, and is waterproof.
이들은 양질의 코팅막을 제공하기 위해 스프레이 도장(분사, 페인팅) 기법으로 사용되며, 매끈하고 티없는 텍스쳐(질감)를 제공하고 콘크리트와 금속 물질에 사용하여 훌륭한 마감은 얻는데 이는 기질에 쉽게 붙는 본 폴리우레아의 특성과 균열을 메우는 능력 때문이다. 또한, 폴리우레아 재료는 레이어(겹) 제한을 줄이며 코팅 효과를 줄 수 있다.They are used by spray painting techniques to provide a high-quality coating film, provide a smooth and flawless texture, and can be used on concrete and metal materials to achieve an excellent finish, as this polyurea adheres easily to the substrate. This is because of its characteristics and ability to fill cracks. Additionally, polyurea materials can reduce layer limitations and provide a coating effect.
상술한 바와 같이 본 발명에 따라 기본 재료인 상기 폴리우레아를 상기 접착제 레이어(110)에 분사하여 표면에 돌기부(131) 내지 니들(133)을 형성하거나, CNT를 상기 폴리우레아 위에 분사함으로써 보다 많은 돌기부(131) 내지 니들(133)을 형성할 수도 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 이러한 물리적 구조로 인해 상기 보호테이프(100)의 표면에는 무수히 많은 소수성, 초소수성 공간(P)이 형성되는 것이다.As described above, according to the present invention, the polyurea, which is a basic material, is sprayed on the
즉, 본 발명에 따른 보호테이프 및 이의 제조방법은 표면에 초소수성 공간을 형성하기 위한 다양한 방법 중에서 특히, 환경오염을 방지하고, PDMS 등의 재료를 사용하지 않아 비용이 절감되고, 별도의 물리적 식각(샌드 페이퍼, 에칭 등)을 하지 않아도 됨으로써 보다 용이하고 쉽게 우수한 성능의 보호테이프를 제작할 수 있는 것이다. In other words, the protective tape and its manufacturing method according to the present invention prevent environmental pollution among various methods for forming a superhydrophobic space on the surface, reduce costs by not using materials such as PDMS, and do not require separate physical etching. By eliminating the need for sand paper, etching, etc., it is possible to produce a protective tape with excellent performance more easily and easily.
상기 보호테이프 레이어(130)의 제작 시 상기 폴리우레아의 경화 후 분사하는 재료인 상기 CNT는 튜브형태 또는 와이어 형태로 마련함으로써 상기 보호테이프 레이어의 일측 및 타측으로 복수 개의 니들이 돌출되며, 상기 접착제 레이어와의 결합 면적을 증대시켜 결합도를 향상시키고, 상기 돌기부 내지 니들 사이의 공간이 초소수성을 갖도록 한다.When manufacturing the
상기 접착제 레이어(110)의 저면에는 접착제 보호 레이어(120)가 더 마련됨으로써 접착력 증대 및 상기 보호테이프의 부착 시 사용성을 증대시키며 이때 상기 접착제 보호 레이어(120)는 경우에 따라서 부착 후 용해되거나 소멸되는 재질로 마련할 수도 있다. An
또한, 상기 접착제 보호 레이어(120)는 사용자, 관리자가 부착 시 별도의 공정에 의해 부착하거나 경우에 따라서는 상기 접착제 레이어(110)와 일체형으로 제작 후 이후 분리하거나 제거할 수도 있다. In addition, the
상기 보호테이프 레이어(130)는 분사 공정 이외에도 샌드 페이퍼를 이용한 샌딩 공정 또는 식각 공정이 추가될 수 있으며 상기 추가되는 식각 공정은 광조사, 에칭 및 화학적 식각 중 어느 하나 이상이 더 추가로 마련될 수도 있다. 즉, 본 발명에 따라 화학적 공정은 최대한 생략하되 분사에 의한 제조공정, 물리적인 식각 공정 외에 초소수성 공간(P)의 형성을 위한 추가 공정이 마련될 수 있는 것이다. In addition to the spraying process, a sanding process using sand paper or an etching process may be added to the
상기 보호테이프 레이어(130)의 초소수성, 초발수성 마이크로 어레이를 위해 상기 돌기부는 1 내지 30 마이크로 미터의 지름과 0.5 내지 50 마이크로 미터의 높이를 갖는 복수의 돌기부로 마련되고, 상기 CNT가 니들 형태로 마련됨으로써 초소수성 공간이 형성될 수 있다.For the superhydrophobic and superhydrophobic microarrays of the
또한, 상기 보호테이프(100)에 외부 오염물질 내지 해양 생물이 부착되는 것을 방지하기 위해 마련되는 상기 초소수성 공간(P)는 돌기부 내지 니들에 의해 형성되는데 상기 돌기부의 형태는 원뿔, 원추형, 원기둥형, 다각형, 다각뿔 등 다양한 형태로 마련할 수 있으며, 상기 돌기부의 간격, 크기, 높이도 요구 조건에 따라 적합하게 가공할 수 있다.In addition, the superhydrophobic space (P), which is provided to prevent external contaminants or marine life from attaching to the
또한, 본 발명에 따른 보호테이프(100)는 상기 돌기부 내지 니들에 의해 초소수성 공간이 형성되므로 소수성 물질의 흡착을 위한 용도로 사용될 수도 있다. 즉, 공기 중의 오염물질 중 소수성 성질을 갖는 오염물질 내지 입자를 부착하게 하여 제거할 수도 있는 것이다. In addition, the
따라서, 상기 보호테이프를 블레이드 전연부의 보호기능 이외에 공기 중 소수성 오염물질의 제거 기능을 함께 할 수 있는 것이다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 보호테이프를 선박이나 해양 구조물의 방오필름으로 사용하는 경우 미세 플라스틱 등과 같은 물질의 흡착, 검출을 위한 용도로 사용될 수도 있는 것이다. Therefore, in addition to protecting the leading edge of the blade, the protective tape can also have the function of removing hydrophobic contaminants in the air. In addition, as described above, when the protective tape according to the present invention is used as an antifouling film for ships or marine structures, it can be used for adsorption and detection of substances such as microplastics.
또한, 본 발명에 따라 재료(폴리우레아, CNT)의 분사 공정에 의해 형성된 돌기부는 상기 보호테이프 레이어(130)의 일면과 타면에 형성되도록 하며, 상기 보호테이프(100)의 사용 후 일정 기간이 지나면 상기 일면과 타면의 위치를 변경하여 재 사용할 수도 있을 것이다. 따라서, 상기 보호테이프 레이어(130)와 접착제 레이어(110)의 탈부착이 가능하도록 마련할 수 있다.In addition, the protrusions formed by the spraying process of the material (polyurea, CNT) according to the present invention are formed on one side and the other side of the
본 발명에 따라 재료를 분사하여 제조하는 보호테이프의 제조방법은 도 4에 도시된 바와 같이 보호테이프 레이어(130)의 제작을 위한 재료를 준비하는 단계(S100), 상기 재료 중 폴리우레아를 접착제 레이어에 분사하는 단계(S200), 상기 폴리우레아를 경화시키는 단계(S300), 경화된 폴리우레아 위에 CNT를 분사하는 단계(S400), 상기 CNT를 경화시키는 단계(S500) 및 표면 마무리 단계(S700)를 포함한다.The method of manufacturing a protective tape by spraying a material according to the present invention includes preparing a material for manufacturing a
이때, 본 발명의 특징은 재료인 폴리우레아 및 CNT를 분사하여 초소수성 공간(P)을 마련하는 것이 특징이므로 보호테이프(100) 즉, 보호테이프 레이어(130)의 재료 준비 및 분사 도포시의 조건과 환경이 매우 중요하며, 분사되는 성분은 폴리우레아 및 CNT인 것이다. 또한, 상술한 바와 같이 상기 성분은 크기, 비율 등의 조건을 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. At this time, the feature of the present invention is to prepare a superhydrophobic space (P) by spraying the materials polyurea and CNT, so the conditions for preparing the material and spraying application of the
또한, 상기 경화 공정(S300, S500)는 섭씨 30 내지 70 도로 진행할 수 있으며, 분사공정은 상기 재료인 폴리우레아와 CNT를 미리 준비하여 순서에 따라 분사하거나 필요 시 혼합하여 분사할 수도 있을 것이다.In addition, the curing process (S300, S500) can be carried out at 30 to 70 degrees Celsius, and the spraying process can be performed by preparing the materials polyurea and CNT in advance and spraying them in order, or mixing them if necessary.
도 6은 본 발명에 따라 재료를 분사하여 초소수성 공간이 형성된 보호테이프의 제조장치에 대한 설명도로서 도시된 바와 같이 상기 폴리우레아를 상기 보호테이프의 접착제 레이어(110)에 분사하고, 경화시킨 후 다시 CNT를 분사하여 돌기부 내지 니들을 마련하게 된다.Figure 6 is an explanatory diagram of a manufacturing apparatus for a protective tape in which a superhydrophobic space is formed by spraying a material according to the present invention. As shown, the polyurea is sprayed on the
또한, 상술한 바와 같이 분사 공정에 의해 상기 보호테이프가 제작된 후 경우에 따라서는 초소수성 공간의 추가 확보를 위해 물리적 식각 공정이 추가될 수 있는데 상기 물리적 식각 공정은 상기 폴리우레아 경화 이후 또는 CNT 경화 이후 1 회 내지 2 회 진행될 수 있다.In addition, after the protective tape is manufactured by the spraying process as described above, in some cases, a physical etching process may be added to additionally secure the superhydrophobic space. The physical etching process may be performed after the polyurea curing or CNT curing. It may then be carried out once or twice.
필요에 따라 상기 물리적 식각을 진행하는 경우 샌드 페이퍼를 이용하여 표면을 마무리하게 되는데, 여기서 사용하는 샌드 페이퍼는 P400 규격을 사용할 수 있으며, 샌드 페이퍼를 통한 식각은 자동으로 진행되되 식각의 진행 과정을 센싱하여 그 세기를 조정할 수도 있다. 또한, 식각 공정에서 횟수, 강도, 빈도 등의 조건을 설정하거나 센싱 결과를 기초로 반영할 수도 있을 것이다. When performing the physical etching as necessary, the surface is finished using sand paper. The sand paper used here can be of the P400 standard. Etching through the sand paper is performed automatically, but the etching process is sensed. So you can adjust the intensity. Additionally, in the etching process, conditions such as number, intensity, and frequency may be set or reflected based on sensing results.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 폴리우레아 내지 CNT의 분사 후 경화가 되면 복수의 돌기부(131) 내지 니들(133) 형태가 마련되고 상기 돌기부 내지 니들 사이의 공간(P)이 초소수성을 갖는 것이다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이 상기 돌기부, 니들의 크기, 형태, 개수 등은 조정 및 변경 가능하다.As shown in Figure 5, when the polyurea or CNT is sprayed and then cured, a plurality of
본 발명에 따른 보호테이프를 이용한 블레이드 전연부의 유지보수 방법은 상술한 보호테이프를 이용하며, 이러한 블레이드 전연부(210)의 손상을 보수하고 유지하기 위해 본 발명에 따라 블레이드 전연부의 손상을 감지하는 감지부(미도시), 상기 감지부에서 센싱한 정보를 제어 및 송신하는 제어부, 상기 감지부가 센싱한 정보를 사용자에게 알려주는 정보 제공부 및 상기 제어부, 감지부 및 정보 제공부를 연결하는 하나 이상의 서버를 포함할 수 있다.The blade leading edge maintenance method using a protective tape according to the present invention uses the above-described protective tape, and in order to repair and maintain damage to the
상기 감지부는 지상에서 관리자가 직접 육안으로 관찰할 수도 있으나 일반적으로는 고정 촬영장치(미도시), 드론 촬영장치, 회전속도 센싱장치, 회전음향 센싱장치, 두께 측정장치 및 색채변화 감지장치 중 적어도 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.The detection unit may be directly observed by an administrator from the ground, but is generally installed at least one of a fixed imaging device (not shown), a drone imaging device, a rotational speed sensing device, a rotational sound sensing device, a thickness measuring device, and a color change sensing device. You can use more than one.
상기 감지부는 지상이나 주변 환경에 설치된 고정된 촬영장치로 촬영된 영상을 육안으로 확인하거나, 고소에 위치한 블레이드를 촬영하기 위해 드론과 같은 비행체를 이용하여 촬영할 수 있다.The detection unit can visually check images captured by a fixed imaging device installed on the ground or in the surrounding environment, or can capture images using an aircraft such as a drone to capture images of blades located at high altitudes.
또한, 블레이드의 전연부(210) 상태를 체크하고 손상 유무의 확인을 위해 회전속도가 일정하지 않은지를 센싱할 수 있으며, 손상 부위에 의한 소음발생을 감지할 수 있으며, 별도의 감지수단을 블레이드(200) 표면에 마련하여 블레이드 전연부(210)의 색채 변화 및 두께 변화를 감지함으로써 손상 유무 등의 정보를 확인할 수 있다.In addition, it is possible to check the condition of the
그 밖에도 블레이드 전연부(210)의 손상 유무 및 정도를 확인하고 체크할 수 있는 다양한 수단이 적용될 수 있으며, 이렇게 수집된 정보 및 데이터는 사용자에게 직접 전달될 수도 있으며 서버나 제어부를 통해 저장 또는 필터링 될 수도 있다.In addition, various means can be applied to confirm and check the presence and extent of damage to the
상기 제어부는 상기 감지부에서 센싱한 정보를 제어 및 송신할 수 있으며, 상기 풍력발전기(1)의 타워(T) 또는 나셀(300)과 같이 풍력발전기 자체에 마련될 수 있다. 경우에 따라서 상기 제어부는 원격 제어 또는 근거리, 장거리 통신 망을 이용하여 별도 콘트롤 타워 또는 관리실에 마련됨으로써 사용자가 풍력발전기와 일정거리 이상 떨어진 지역에서도 제어할 수도 있을 것이다. The control unit can control and transmit information sensed by the sensing unit, and may be provided in the wind power generator itself, such as the tower (T) or
상기 정보 제공부는 작업자, 사용자에게 현재 상기 블레이드의 전연부 상태를 알려주는 구성으로써 휴대용 단말(미도시), 태블릿 등이 이용될 수 있으며, 모니터, 화상장치 등을 통해 사진이나 영상을 전송하여 확인할 수도 있을 것이다.The information provider is a component that informs the worker or user of the current state of the front edge of the blade. A portable terminal (not shown), a tablet, etc. can be used. It can also be confirmed by sending a photo or video through a monitor, imaging device, etc. There will be.
또한, 상기 감지부에서 촬영 또는 수집한 정보는 기 설정된 기준에 따라 분류가 될 수 있다. 즉, 손상 부위의 크기, 색채, 깊이 등과 같은 정보를 카테고리 별로 분류하여 어떠한 손상이 발생하였으며 손상의 등급 등을 사용자에게 알려줌으로써 유지 보수의 과정이나 종류를 선택할 수 있는 것이다.Additionally, information captured or collected by the detection unit may be classified according to preset standards. In other words, by classifying information such as size, color, depth, etc. of the damaged area into categories, the user can be informed of what damage has occurred and the grade of the damage, so that the process or type of maintenance can be selected.
이때, 손상의 정도가 심한 경우 별도의 알람 수단이나 사용자에게 주위를 집중시킬 수 있는 구성이 추가로 포함될 수도 있다. 예컨대, 블레이드 전연부가 표면 손상 정도만 발생한 경우에는 단순한 정보를 제공하지만, 블레이드 전연부의 유리섬유 부분까지 부식되거나 이탈되는 정도의 큰 손상인 경우에는 사용자에게 긴급 알람, 정보제공과 음향, 색채, 영상 등을 조합하여 알람 할 수 있는 것이다.At this time, if the degree of damage is severe, a separate alarm means or a configuration that can focus attention on the user may be additionally included. For example, if only surface damage occurs at the leading edge of the blade, simple information is provided, but if the damage is severe enough to corrode or detach the glass fiber portion of the leading edge of the blade, an emergency alarm, information, sound, color, and video are provided to the user. You can make an alarm by combining them.
위와 같이 정보를 제공받은 사용자는 기 설정된 프로세스에 따라 손상 부위에 보강 부재인 보호테이프(100)를 부착하여 블레이드를 보수 및 유지한다. 본 발명에 따른 보호테이프를 이용한 블레이드 전연부 유지보수 방법은 손상 부위에 상술한 보호테이프(100)를 부착함으로써 문제를 해결하는데, 상기 보호테이프(100)는 앞서 설명한 바와 같이 폴리우레아를 분사하고, 그 위에 CNT를 분사하여 경화시킴으로써 얻는 필름 형태의 보호테이프가 사용된다.The user who has received the information as above repairs and maintains the blade by attaching the
특히, 앞서 설명한 바와 같이 상기 정보 제공부에서 제공된 블레이드 전연부의 손상 정보에 따라 상기 기 설정된 프로세스의 구성을 선택 및 변경할 수 있는 것이다. 상기 보호테이프는 블레이드 전연부(210)의 손상 부위를 원 상태로 복귀시킨 후 보강부재의 역할을 하기 위한 것으로서 전연부(210)의 Root에서 Tip방향으로 10M 구간에 장착하는 것이 일반적이다. 물론, 상기 테이핑이 되는 구간은 보수가 필요한 손상 부위와 사용자의 선택에 따라 변경될 수 있다.In particular, as described above, the configuration of the preset process can be selected and changed according to damage information on the blade leading edge provided by the information provider. The protective tape is intended to serve as a reinforcing member after returning the damaged portion of the
물론, 상기 보호테이프(100)는 사용 중인 풍력발전기를 정지시킨 후 블레이드 상부에서 하부로 상기 테이프를 부착하는 것이며, 이러한 작업을 위해서는 일반적으로 온도 조건이 영상 섭씨 10도 내지 35도 사이에서 가능하고, 습도 조건은 80퍼센트 미만인 경우가 바람직하다. 또한, 작업장의 평균 풍속은 8m/s이하인 경우가 바람직하다.Of course, the
상기 블레이드 손상 정보 및 유지보수 데이터는 저장되거나 데이터 베이스로 가공되어 딥 러닝, 데이터 마이닝을 통해 손상 정보 및 유지보수에 대한 학습 및 예측을 가능케 할 수 있다. 즉, 풍력발전기의 특성 상 한 지역에서 오랜 시간 동안 정지하고 있으므로 주변의 환경 여건, 상황 등이 크게 변경되지 않는 한 센싱되는 상태와 주변 환경의 데이터는 중요한 자료가 될 수 있는 것이다.The blade damage information and maintenance data can be stored or processed into a database to enable learning and prediction of damage information and maintenance through deep learning and data mining. In other words, due to the nature of wind power generators, they are stopped in one area for a long time, so the sensed status and data on the surrounding environment can be important data as long as the surrounding environmental conditions and situations do not change significantly.
이를 통해, 수집된 정보를 가공하고, 일정 패턴과 규칙에 따라 분류하거나 저장하면, 어떠한 환경, 어떠한 조건에서 풍력발전기 블레이드 전연부의 손상이 발생하고 손상의 정도 등을 예측할 수 있으며 이에 따라 신속한 대응 및 보수, 유지가 가능한 것이다. Through this, by processing the collected information and classifying or storing it according to certain patterns and rules, it is possible to predict whether damage to the leading edge of a wind turbine blade will occur under any environment and under any conditions and the extent of damage, thereby providing prompt response and repair. , it is possible to maintain it.
본 발명에 따른 보호테이프를 이용한 풍력발전기의 블레이드 전연부 유지보수 방법은 사용에 의한 블레이드 전연부 손상을 감지하는 단계(S10), 보수가 필요한 손상 부위를 촬영 및 분석하는 단계(S20), 손상 부위의 보수 준비 세척 단계(S30), 상기 손상 부위를 보수하기 위해 보호테이프를 부착하는 단계(S40, S) 및 경화 마무리 단계(S50)를 포함한다.The maintenance method of the blade leading edge of a wind power generator using a protective tape according to the present invention includes detecting damage to the leading edge of the blade due to use (S10), photographing and analyzing the damaged area requiring repair (S20), and inspecting the damaged area. It includes a repair preparation cleaning step (S30), a step of attaching a protective tape to repair the damaged area (S40, S), and a curing finishing step (S50).
상기 손상 부위의 보수 준비 단계는 상기 보강 부재 부착 이전에 손상 부위를 보수하여 원 상태의 블레이드 전연부로 회복시키는 단계로서 자세한 순서 과정을 설명하면, PPE(개인 안전장치)를 착용하고 추락 방지장치를 안전로프에 연결한다. 블레이드 전연부에 접근하여 작업 전 손상 정도를 촬영한다. 전연부 손상범위를 표시하고, 그라인더를 이용하여 손상된 부분을 모두 제거한다. 아세톤으로 손상이 제거된 부분을 세척한다.The repair preparation step of the damaged area is a step of repairing the damaged area before attaching the reinforcing member and restoring the front edge of the blade to its original state. To explain the detailed sequence process, wear PPE (personal safety equipment) and use a fall prevention device to ensure safety. Connect to the rope. Approach the leading edge of the blade and photograph the extent of damage before work. Mark the extent of damage to the front edge and remove all damaged parts using a grinder. Clean the damaged area with acetone.
이때, 유리섬유 손상 시, 제거된 유리섬유의 겹에 맞추어 유리섬유를 재단한다. 에폭시 수지를 전연부 표면 및 재단된 유리섬유에 도포하고 손상부위에 부착한다. 비닐 커버 및 Heating blanket을 덮고 경화시킨다. (80℃, 2hours)At this time, when the glass fiber is damaged, the glass fiber is cut according to the layers of the removed glass fiber. Apply epoxy resin to the leading edge surface and cut glass fiber and attach to the damaged area. Cover with a vinyl cover and heating blanket and cure. (80℃, 2hours)
이때, 표면만 손상 시, 손상이 제거된 표면 위에 에폭시 필러를 도포하고 상온에서 경화시킨다. (25℃, 1hour) 완전히 경화된 에폭시 필러를 블레이드 형상에 맞춰 샌딩한다. 마스킹 테이프를 페인트가 도포될 부위에 부착한다. 페인트롤러를 이용하여 표시된 부분에 페인트를 도포한다. 마스킹 테이프를 제거하고 페인트를 경화시킨다. (25OC, 8 hours)At this time, when only the surface is damaged, epoxy filler is applied on the damaged surface and cured at room temperature. (25℃, 1hour) Sand the fully cured epoxy filler to the blade shape. Attach masking tape to the area where the paint will be applied. Apply paint to the marked area using a paint roller. Remove the masking tape and allow the paint to cure. (25OC, 8 hours)
위와 같이 보호테이프(100) 부착 이전에 보수 준비를 위한 과정이 진행되며 환경, 요건 및 선택에 따라 위 순서는 변경되거나 추가되거나 생략될 수 있다. 또한 이 단계에서는 감독관 1인, 작업자 2인 및 장비기사 1인이 참여하는 것이 바람직하며 작업시간은 평균적으로 8시간 내외 소요될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 블레이드 전연부의 손상을 보수하기 위해 준비 단계를 마치게 되면 이제 보호테이프(100)를 부착하게 된다. As described above, a process for preparing for repair is performed before attaching the
위 보호테이프를 부착하는 단계(S40)를 보다 상세하게 구분하면, If we classify the step of attaching the above protective tape (S40) in more detail,
PPE를 착용하고 추락방지장치를 안전로프에 연결한다. 블레이드 전연부에 접근하여 보호테이프가 부착될 부분을 표시한다. (블레이드 Tip으로부터 10m) 수리가 완료된 블레이드 전연부 표면을 P320 샌더를 사용하여 샌딩한다. IPA(이소프로필알콜)로 샌딩한 부분을 청소한다. 보호테이프가 부착될 양쪽 끝부분에 프로모터(W9910)를 도포한다. 블레이드 전연부 표면 및 보호테이프 부착 부분에 IPA를 충분히 도포하고 위에서부터 Tip방향으로 부착하면서 내려온다.Wear PPE and connect the fall protection device to the safety rope. Approach the leading edge of the blade and mark the area where the protective tape will be attached. (10m from the blade tip) Sand the surface of the repaired leading edge of the blade using a P320 sander. Clean the sanded area with IPA (isopropyl alcohol). Apply promoter (W9910) to both ends where the protective tape will be attached. Apply IPA liberally to the front edge of the blade and the area where the protective tape is attached and attach it from the top in the tip direction.
상기 테이프 부착 시 내부 기포 및 이물질을 헤라를 이용하여 모두 제거하면서 블레이드 Tip까지 보호테이프를 부착한다. 실러 도포를 위하여 부착된 보호테이프와 블레이드 전연부 둘레에 고무테이프를 부착한다. 블레이드 전연부 및 보호테이프 둘레에 에지 실러(W2600)를 도포한다. 부착된 고무테이프를 제거한다. (실러 도포 후 5분 이내) 이때 투입되는 인력은 감독관 1인, 작업자 2인 및 장비기사 1인이 필요하며 소요시간은 대략 8시간 내외이다.When attaching the above tape, remove all internal bubbles and foreign substances using a spatula and attach the protective tape up to the blade tip. To apply the sealer, attach the protective tape and rubber tape around the front edge of the blade. Apply edge sealer (W2600) to the leading edge of the blade and around the protective tape. Remove the attached rubber tape. (Within 5 minutes after applying the sealer) The manpower involved at this time is 1 supervisor, 2 workers, and 1 equipment engineer, and the time required is approximately 8 hours.
또한, 위의 작업 시 필요한 공구 및 자재로는 전동 그라인더 / 샌더 / 송풍기, Heating blanket, APPLICATOR GUN MAN DUAL 200ML ARALDITE(필러 건), 글루 건 / 엣지 실러 건, IR THERMOMETER, Measuring tape, 일반 수공구 (가위, 자, 칼 등) 보호 장갑 / 니트릴 글러브 / 방진복 / 고글 / 방진, 방독 마스크 / ROUND GRINDING PLATE (P100, P120, P320)/ 아세톤 / Rag / 마스킹 테이프 / 절연 테이프 / 마커 / Epoxy filler / Glue / Resin / Paint / 스프레더 / 볼트 롤러 / 믹싱컵 / 믹싱 스틱 / Foam roller, 저울, 유리섬유 / Peel-ply, IPA(이소프로필알콜) W9910(프로모터) / Edge sealer / IPA 희석용 물 등이 필요하다.In addition, the tools and materials required for the above work include electric grinder / sander / blower, heating blanket, APPLICATOR GUN MAN DUAL 200ML ARALDITE (filler gun), glue gun / edge sealer gun, IR THERMOMETER, measuring tape, general hand tools (scissors) , ruler, knife, etc.) Protective gloves / Nitrile gloves / Dust suit / Goggles / Dust proof, gas mask / ROUND GRINDING PLATE (P100, P120, P320) / Acetone / Rag / Masking tape / Insulating tape / Marker / Epoxy filler / Glue / Resin / Paint / Spreader / Bolt roller / Mixing cup / Mixing stick / Foam roller, scale, glass fiber / Peel-ply, IPA (isopropyl alcohol) W9910 (promoter) / Edge sealer / Water for IPA dilution, etc. are required.
위와 같은 절차 및 준비 재료를 통해 보강 부재를 부착하게 되는 것이며, 본 발명에 따른 시스템 및 방법을 사용한 경우 종래 유지보수 시스템 및 방법에 비해 월등히 우수한 내구성 및 성능을 확보할 수 있다. 본 발명에 따른 우수한 효과 입증은 도 3에 도시된 바와 같이 일반적으로 풍력발전기의 연간 출력량(AEP)은 시간의 흐름에 따라 일반적으로 감소하게 되나 본 발명에 따라 테이핑 처리를 한 블레이드의 연간 출력량(청색)은 연간 변화가 거의 없음을 알 수 있다. The reinforcing member is attached through the above procedures and preparation materials, and when the system and method according to the present invention are used, significantly superior durability and performance can be secured compared to conventional maintenance systems and methods. Demonstration of the excellent effect according to the present invention is that, as shown in FIG. 3, the annual power output (AEP) of wind power generators generally decreases over time, but the annual power output of blades taped according to the present invention (blue) ) can be seen to show almost no annual change.
이와 같이 본 발명에 따른 블레이드 전연부의 보호테이프 및 이를 이용한 유지보수 방법을 사용하는 경우 Tape Solution을 적용함으로써 Leading edge 마모 및 부식문제를 해결하고 지속적으로 발생할 수 있는 블레이드 유지보수 비용을 감소시킬 수 있다. In this way, when using the protective tape for the front edge of the blade and the maintenance method using the same according to the present invention, the problem of leading edge wear and corrosion can be solved by applying the tape solution, and blade maintenance costs that may occur continuously can be reduced.
또한, Leading edge 수리 및 연간 출력량 감소에 따른 비용보다 더 경제적으로 업그레이드를 실시할 수 있으며 주기적으로 Tape 상태만 확인한 후 필요 시 Tape의 교체만 실시할 수도 있는 장점이 있다. 또한, Leading edge 마모 및 부식에 의한 연간 출력량 감소 없이 설계기준에 맞게 최적의 출력과 운영관리를 가능하게 할 수 있다.In addition, it can be upgraded more economically than the cost of leading edge repairs and annual output reduction, and has the advantage of only periodically checking the status of the tape and replacing the tape when necessary. In addition, it is possible to achieve optimal output and operation management in accordance with design standards without reducing annual output due to leading edge wear and corrosion.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서의 단순 치환, 변형 및 변경은 당 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and simple substitutions, modifications, and changes within the technical spirit of the present invention will be obvious to those skilled in the art.
본 발명에 따른 블레이드 전연부의 보호테이프 및 이를 이용한 유지보수 방법은 내구성 및 물성이 우수하고 방오성능까지 확보한 블레이드 전연부 보호테이프 및 이를 이용한 유지보수 방법에 이용될 수 있다. The protective tape for the leading edge of a blade and the maintenance method using the same according to the present invention can be used as the protective tape for the leading edge of the blade and the maintenance method using the same, which have excellent durability and physical properties and also have anti-fouling performance.
1: 풍력발전기 100: 보호테이프(필름)
110: 접착제 레이어 120: 보호 레이어
130: 보호테이프 레이어 131: 돌기부
133: 니들 P: 초소수성 공간
200: 블레이드 210: 전연부
220: 후연부 300: 나셀
S100: 보호테이프 재료(폴리우레아, CNT) 준비 단계
S200: 접착제 레이어에 폴리우레아 분사 단계
S300: 폴리우레아 경화 단계
S400: CNT 분사 단계
S500: CNT 경화 단계
S700: 표면 마무리 단계
S10: 손상유무 감지 센싱 단계
S20: 손상부위 촬영 및 분석 단계
S30: 손상부위 세척 단계
S40: 보호테이프 재단 및 부착 단계
S50: 표면 마무리 단계1: Wind generator 100: Protection tape (film)
110: adhesive layer 120: protective layer
130: protective tape layer 131: protrusion
133: Needle P: Superhydrophobic space
200: Blade 210: Leading edge
220: rear edge 300: nacelle
S100: Preparation step for protective tape material (polyurea, CNT)
S200: Step of spraying polyurea on adhesive layer
S300: Polyurea curing step
S400: CNT spraying step
S500: CNT curing step
S700: Surface finishing step
S10: Damage detection sensing stage
S20: Photographing and analyzing damaged area
S30: Step of washing the damaged area
S40: Protective tape cutting and attachment step
S50: Surface finishing step
Claims (7)
상기 보호테이프를 상기 블레이드 전연부 표면에 부착시키는 접착제 레이어; 및
일측은 상기 접착제 레이어와 접하고 타측은 외부에 개방되는 보호테이프 레이어; 로 구성되며,
상기 보호테이프 레이어는 폴리우레아(polyurea, 폴리요소)로 마련하되, 상기 폴리우레아를 상기 접착제 레이어에 분사한 후, 상기 폴리우레아를 경화시킴으로써 표면에 복수의 돌기부 내지 니들을 형성하는 것을 특징으로 하는 블레이드 전연부 보호테이프.
In the protective tape provided and attached in multiple layers to protect the leading edge of the wind turbine blade,
an adhesive layer attaching the protective tape to the front edge surface of the blade; and
a protective tape layer on one side in contact with the adhesive layer and on the other side open to the outside; It consists of
The protective tape layer is made of polyurea, and after spraying the polyurea on the adhesive layer, the polyurea is cured to form a plurality of protrusions or needles on the surface. Front edge protection tape.
상기 보호테이프 레이어의 혼합 재료인 상기 폴리우레아는 상기 보호테이프 레이어의 일측 및 타측으로 복수개의 니들이 돌출되며, 상기 접착제 레이어와의 결합 면적을 증대시켜 결합도를 향상시키고, 상기 돌기부 내지 니들 사이의 공간이 초소수성을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 블레이드 전연부 보호테이프.
According to paragraph 1,
The polyurea, which is a mixed material of the protective tape layer, has a plurality of needles protruding from one side and the other side of the protective tape layer, improves bonding by increasing the bonding area with the adhesive layer, and creates a space between the protrusions and the needles. A protective tape for the front edge of a blade, characterized by having superhydrophobicity.
상기 상기 접착제 레이어의 저면에는 접착제 보호 레이어가 더 마련됨으로써 접착력 증대 및 상기 보호테이프의 부착 시 사용성을 증대시키고, 상기 보호테이프 레이어의 초소수성을 증대하기 위해 샌드 페이퍼를 이용한 샌딩 공정, 광조사 공정, 에칭 공정 및 화학적 식각 중 어느 하나 이상의 공정을 추가하는 것을 특징으로 하는 블레이드 전연부 보호테이프.
According to clause 1,
An adhesive protective layer is further provided on the bottom of the adhesive layer to increase adhesion and usability when attaching the protective tape, and to increase the superhydrophobicity of the protective tape layer, a sanding process using sand paper, a light irradiation process, A blade leading edge protection tape characterized by adding at least one of an etching process and a chemical etching process.
상기 보호테이프 레이어의 초소수성, 초발수성 마이크로 어레이를 위해 상기 돌기부는 1 내지 30 마이크로 미터의 지름과 0.5 내지 50 마이크로 미터의 높이를 갖는 복수의 돌기부로 마련되고, 상기 CNT가 니들 형태로 마련됨으로써 초소수성 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 블레이드 전연부 보호테이프.
According to clause 1,
For the superhydrophobic and superhydrophobic microarray of the protective tape layer, the protrusions are provided as a plurality of protrusions with a diameter of 1 to 30 micrometers and a height of 0.5 to 50 micrometers, and the CNTs are provided in the form of needles A blade front edge protection tape characterized by the formation of a hydrophobic space.
상기 보호테이프는 폴리우레아 재료를 준비하는 단계, 상기 폴리우레아를 접착제 레이어 위에 분사하는 단계, 상기 폴리우레아 경화하는 단계, 상기 경화 후 재단 및 롤링하는 단계 및 표면 마무리 단계를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 블레이드 전연부 보호테이프.
According to clause 1,
The protective tape is characterized in that it is manufactured through the steps of preparing a polyurea material, spraying the polyurea on the adhesive layer, curing the polyurea, cutting and rolling after the curing, and surface finishing. Blade leading edge protection tape.
사용에 의한 블레이드 전연부 손상을 감지하는 단계;
보수가 필요한 손상 부위를 체크 및 표시하는 단계;
손상 부위의 보수 준비 단계;
상기 손상 부위를 보수하기 위해 보강 부재를 부착하는 단계; 및
마무리 단계; 를 포함하며,
상기 보강 부재를 부착하는 단계는, 상기 보호테이프를 사용하여 블레이드 상부에서 하부로 부착하는 단계, 기포 및 이물질을 제거하는 단계, 실러를 도포하기 위해 보호 테이프와 전연부 둘레에 고무 테이프를 부착하는 단계, 상기 보호 테이프와 전연부 둘레에 실러를 도포하는 단계 및 고무테이프를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 전연부 유지보수 방법.
The maintenance method of the leading edge of the wind turbine blade using the protective tape according to any one of claims 1 to 5 is
Detecting damage to the leading edge of the blade due to use;
Checking and marking damaged areas requiring repair;
Preparation for repair of the damaged area;
Attaching a reinforcing member to repair the damaged area; and
finishing stage; Includes,
The step of attaching the reinforcing member includes attaching it from the upper part of the blade to the lower part using the protective tape, removing air bubbles and foreign substances, and attaching a rubber tape around the protective tape and the leading edge to apply the sealer. , A blade leading edge maintenance method comprising the steps of applying a sealer around the protective tape and the leading edge, and removing the rubber tape.
상기 손상 부위의 보수 준비 단계는 상기 보강 부재 부착 이전에 손상 부위를 보수하는 단계로서, 유리섬유의 손상이 발생한 경우, 유리섬유를 재단한 후 에폭시 수지를 사용하여 손상 부위에 부착하고 경화시키는 단계를 더 포함하고, 유리 섬유의 손상 없이 표면만 손상한 경우, 손상 부위에 에폭시 필러를 도포 및 경화 후 샌딩하고, 마스킹 테이프를 부착 후 페인트를 도포하고 상기 마스킹 테이프를 제거하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 전연부 유지보수 방법.
According to clause 6,
The repair preparation step of the damaged area is a step of repairing the damaged area before attaching the reinforcing member. If damage to the glass fiber occurs, the step of cutting the glass fiber and attaching it to the damaged area using an epoxy resin and curing it. Further comprising, when only the surface is damaged without damaging the glass fibers, applying and curing epoxy filler to the damaged area, then sanding it, attaching masking tape, applying paint, and removing the masking tape; Blade leading edge maintenance method comprising a.
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|---|---|---|---|
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR101477213B1 (en) | 2011-05-02 | 2014-12-30 | 가부시끼가이샤 도시바 | Wind power generation system and control method thereof |
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2022
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101477213B1 (en) | 2011-05-02 | 2014-12-30 | 가부시끼가이샤 도시바 | Wind power generation system and control method thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |