CENER: 풍력 터빈 블레이드의 신뢰도 극대화

고객이 직면한 과제

스페인 국립 재생 에너지 센터로 알려진 CENER(Centro Nacional de Energías Renovables)은 풍력 기술 개발을 포함한 여러 이니셔티브를 위한 응용 연구 및 개발을 전문으로 합니다. CENER의 풍력 에너지 부서는 풍력 터빈의 전반적인 신뢰성과 효율성을 개선하기 위해 독립적인 연구를 수행하며 성장하는 글로벌 풍력 산업에서 가장 영향력 있는 기업들과 협력하고 있습니다.

CENER은 세계에서 가장 앞선 기술 인프라를 갖추고 있기 때문에 업계 이해 관계자들이 찾아옵니다. CENER 풍력 프로그램의 핵심은 풍력 터빈 테스트 실험실(LEA)입니다. 이 실험실은 물리적인 크기(30,000m2), 장비의 테스트 성능 및 제공하는 기술 서비스의 다양성 측면에서 독보적인 시설입니다.

팜플로나에서 40km 떨어진 작은 마을인 상궤사에 위치한 LEA는 최대 100m 길이의 로터 블레이드에 대한 실물 크기 구조물 테스트에 전념하는 5개의 고급 테스트 실험실로 구성되어 있습니다. 블레이드 테스트 연구소의 책임자는 2002년 센터가 설립된 이후로 CENER에서 근무했고 2006년부터 블레이드 테스트 그룹에서 근무한 Asier Oiz Vázquez입니다.

"저희 고객은 주로 국제 표준에 따른 로터 블레이드의 모델 검증 및 성능 특성화에 관심이 있습니다." Oiz의 말입니다. "고객은 저희가 수행하는 테스트가 블레이드 설계를 검증하거나 인증을 획득하는 데 필요한 고품질 결과를 제공할 것이라는 확신할 수 있기를 원합니다. 두 경우 모두 탁월한 서비스가 필요합니다. 고객은 또한 저희가 최고의 테스트 시스템을 갖추기를 기대합니다. 이것이 저희의 가장 큰 도전입니다."

MTS 솔루션

CENER 블레이드 테스트 실험실은 고품질 결과를 요구하는 고객을 충족시키기 위해 MTS의 두 가지 솔루션에 의존합니다. CENER 팀은 이러한 윈드 블레이드 테스트 솔루션을 함께 사용하여 정적 테스트의 경우 최대 100m, 피로 테스트의 경우 최대 75m의 실물 크기 로터 블레이드 및 빔(프레임 워크)에 대한 정적 및 피로 테스트를 수행할 수 있습니다.

물리적인 특성은 질량, 무게 중심의 위치, 길이, 고유 진동수, 감쇠, 모드 모양, 강도, 질량 분포와 같은 필수 블레이드 특성을 결정하기 위해 수행됩니다.

가장 엄격한 설계 부하 조건에서 블레이드에 하중을 가하기 위해 정적 테스트를 수행합니다. 블레이드는 적용된 디플렉션 곡선, 스트레인 분포, 테스트 벤치 디플렉션 및 굽힘 모멘트 분포를 얻기 위해 계측됩니다. 전기 윈치는 블레이드를 따라 여러 당김 지점에서 정밀하고 조정된 하중을 달성하기 위해 사용됩니다.

CENER에서 수행된 피로 테스트는 플실험실 방향 및 가장자리 방향 모두에서 블레이드의 다점 및 다축 가속 테스트를 지원합니다. MTS 피로 테스트 솔루션은 블레이드를 여기하고 원하는 변형률을 달성하기 위해 공진 주파수에서 블레이드에 자동화된 주기적 하중을 적용합니다. 이를 위해 원래 MTS와 미국 국립 재생 에너지 실험실(NREL)에서 개발한 에너지 효율적인 소형 관성 공명 여기(IREX) 시스템을 사용합니다. 각 IREX 시스템은 두 개의 이중 종단, 피로 등급 MTS 유압 액추에이터, 선형 측면 베어링, 호스 스탠드 및 조정 가능한 질량을 통합합니다.

"MTS에서 얻은 모든 것이 매우 잘 작동합니다." Oiz의 말입니다. "특히 IREX 시스템은 매우 안정적입니다. 저희는 이 시스템이 실패하는 것을 본 적이 없습니다. 또한 CENER가 피로 테스트 중에 에너지를 절약하는 데 도움이 되므로 매우 기쁩니다."