[ 목 차 ]

1. 개요

2. 산업 및 시장 분석

3. 기술 개발 동향

4. 특허 동향

5. 요소기술 도출

6. 전략제품 기술로드맵

1. 개요 가. 정의 및 필요성 (1) 정의  해상풍력발전시스템(offshore wind turbine system)은 날개(blade)와 허브(hub)로 구성된 회전자(rotor)와 회전을 증속하여 발전기를 구동시키는 증속장치(gearbox), 전기를 생산하는 발전기(generator), 출력 및 안전을 통제하는 제어장치(controller), 해상풍력발전기의 하부구조물(sub-structure) 및 타워(tower)를 포함한 지지구조물 등 복합적인 요소부품을 통합하여 구성되는 시스템 ▪ 블레이드는 풍력발전시스템의 가장 핵심적이고 특징적인 구성요소로서, 풍력터빈의 출력 발생원인 동시에 하중 발생원이기 때문에 시스템의 출력효율 뿐 아니라 신뢰성, 내구성 및 경제성에 가장 큰 영향을 미치는 핵심 부품임 ▪ 풍력 발전 시스템 구동제어계는 수평축 풍력발전기의 양력 방식의 풍력 발전기에 속하고, 증속기를 포함하는 간접 구동 방식(geard type)을 의미하며, 구동제어의 역할을 담당함. 풍력에너지를 발전기로 전달하여 전기에너지로 변환함 ▪ 풍력발전 타워란 너셀(nacelle)과 블레이드(blade)를 포함한 상부구조물을 지지(support)하는 역할을 하는 구조물이며, 기초는 타워의 하부에 위치하며 타워를 포함한 상부구조물이 안정성을 유지해야 함▪ 하부구조물은 풍력발전기가 해상에 설치 시 RNA(Rotor-Nacelle-Assembly)를 지지하고 해양환경하중(파랑, 조류 등)에 견딜 수 있도록 강도(Strength)를 유지해야 함. 해저면에 착저되는 고정식 수면위에 부양되는 부유체 형식으로 구분될 수 있음 ▪ 전력변환장치 및 계통연계는 해상에서 발전된 풍력에너지의 변환 및 육상으로 전력전송을 위해 필요하며 발전기, 변압기, 변환장치 등으로 구분될 수 있음. 육상까지 안정적으로 전기부하를 유지하고 전송할 수 있도록 해야 함  풍력발전 블레이드란 바람의 운동에너지를 발전기를 돌리는 기계적 에너지로 전환해주는 역할을 하는 부품으로, 허브에 연결된 추축을 통해 증속기 및 발전기에 토크를 공급함. 공력에너지를 토크에 의한 회전력으로 변환하는 익형의 특성에 따라 양력을 이용하는 블레이드 방식과 항력을 이용하는 방식으로 구분되나, 해상풍력발전과 같은 대형 상업용 풍력발전시장에서는 경제성을 이유로 3개의 블레이드를 갖는 양력형 로터블레이드가 일반적임▪ 육상용 블레이드와 해상용 블레이드의 기술적인 차이는 크게 없으나 육상용인 경우 주민수용성을 감안하여 블레이드의 끝단 소음을 저감하는 설계를 도입하는 경우가 많으며, 육상운송의 한계를 고려하여 5㎿ 미만 용량의 블레이드가 적용되는 것이 일반적임 ▪ 해상풍력용 블레이드의 경우 크기에 따른 운송제약이 적어 5㎿이상의 대용량 블레이드 적용이 가능하며, 블레이드 대형화에 따른 기계적 강성 문제를 해결하기 위해 탄소섬유와 같은 고강성 재료의 적용성이 확대됨 해상풍력 구조물 및 부품개발7 [ 해상풍력발전시스템 및 핵심부품의 정의 ] [고정식] [부유식] * 출처 : IEC 61400-3-1 & 3-2  풍력발전 타워란 너셀(nacelle)과 블레이드(blade)를 포함한 상부구조물을 지지(support)하는 역할을 하는 구조물을 의미하며, 하부구조물은 타워의 하부에 위치하며 타워를 포함한 상부구조물이 안정성을 유지함. 하부구조물은 해저면에 고정하는 방식인 착저(고정)식과 계류를 통해 해저면에 고정하고 해수면에서 위치를 유지하는 부유식으로 구분할 수 있음 ▪ 육상용 하부구조물은 주로 콘크리트에 철근을 넣어서 인장, 진동, 충격에 대한 저항을 증대시킨 RC(Reinforced Concrete)를 사용함 ▪ 해상용 하부구조물은 타워를 포함한 상부구조물을 지지하는 역할을 하며 타워의 하부에 위치하고 바닷물에 잠긴 기초 하부구조물을 의미함