T.3 타워

항구 부두에 보관 중인 해상 풍력 터빈 타워. 이미지 제공: TMS. 무단 전재 및 재배포 금지.

주요 정보

제작업체가 풍력 터빈 공급업체가 제공하는 설계에 따라 타워를 제조하며, 때로는 발주처가 공급하는(강철 및 내부 구성품)를 사용한다.

타워는 일반적으로 해안 지역에 건설된다.

제작이 완료되면 타워 섹션은 샷 블라스팅, 금속 스프레이, 도장 작업을 거쳐 다른 내부 구성품을 장착하고 운송 및 보관 준비를 마친다.

허브 높이는 로터 직경에 따라 해수면 최소 높이보다 약 135m 높기 때문에 각 타워의 높이는 약 120m이며 질량은 800t 이상이다.

부유식 프로젝트 초기 단계의 타워는 동급의 고정식 해상 풍력 터빈 타워 질량의 거의 두 배였다. 이는 부유식 구조물(풍력 터빈 및 부유식 하부구조)에서 발생하는 하중 증가와 다양한 공진 진동수를 처리하기 위한 것이다. 부유식 기초 설계와 풍력 터빈 제어 알고리즘이 발달하면서 추가되는 질량을 줄일 수 있게 되었다.

질량의 약 90%는 강판이며 나머지 대부분은 단조 강철 플랜지이다.

일반적으로 15MW 터빈의 타워의 경우, 상부 직경은 약 6m, 베이스 직경은 약 10m로 위로 올라갈수록 가늘어진다.

피로 및 극심한 하중, 고유 진동수 요건 및 좌굴 방지에 따라 설계되었다.

일반적으로 해상 안전 규정을 준수하기 위해 최적 타워 높이를 필요한 만큼 낮게 유지하여 수면 위의 블레이드 간격을 확보한다. 이는 해상에서는 바람 전단(Wind Shear)이 최소화되어(허브 높이가 높아져도 풍속이 크게 증가하지 않음), 높은 타워를 사용하는 데 따른 비용 이점이 충분하지 않다. 블레이드 간격 확보에 필요한 타워 높이는 조수에 따라 상승 및 하강하기 때문에 반잠수식 부유식 하부 구조물을 사용하는 부유식 해상 풍력 터빈의 경우 조수 간만의 차를 고려할 필요가 없다. 일부 부지에서는 새가 부딪칠 위험을 줄이기 위해 더 높은 타워가 필요하기도 하다.

하부 구조물에서 타워로의 전환이 덜 명확해지면서 하부 구조물과 타워의 통합형 설계를 점점 더 선호하고 있다. 타워는 풍력 터빈과 함께 제공되는 개별 구성품이다.

단일 계류 지점 주위를 요잉(yaw)하거나 둘 이상의 로터를 가진 부유식 하부 구조물용 타워는 기존 표준과 크게 다를 수 있다.

타워 내부에는 유지보수 및 정비 인력을 위한 접근성, 조명, 안전 수단, 수공구 및 부품을 나셀로 옮길 수 있는 수단이 있어야 한다. 또한 제어 및 전기 케이블과 개폐기, 변압기, 기타 동력인출장치를 보관할 수 있어야 한다.

타워 내부에는 또한 생존 장비 보관 공간도 있어야 한다. 타워 상단에는 타워와 구조물의 공진을 완화할 수 있는 동조질량감쇠기(TMD)를 배치할 수 있다.

구성 요소

• 부식 방지
• 타워 내부
• 타워 구조물