3D프린터로 제작한 모형을 이용한 TLP형 슬롯 머신식 해상풍력발전설비 설치방법의 타당성 확인

TLP 유형 콘크리트 부체는 풍력 터빈을 지지하는 원통형 구조물에 방사상으로 부착된 세 개의 원통형 다리가 있는 복잡한 형태를 가지고 있습니다 이 형상을 3D프린터를 이용하여 제작했다면 적층방향으로 크게 기울어져 있는 부분이 있어서 일체형 모델링으로는 제작이 어려웠을 것입니다 3D 프린터도 별도의 부품으로 제작된 부품을 접합해 복잡한 형상도 처리할 수 있지만, 접합부를 마련하면 콘크리트 부체에 요구되는 수밀성을 확보할 수 없게 된다

그래서 우리는 슬롯 머신에서 개발한 지지재를 베이스로 한 다음 그 위에 시멘트 기반 재료를 분배하고 적층하는 기술을 사용하여 조인트가 없는 일체형 모델을 사용하여 TLP 유형의 플로팅 모델을 만들었습니다 이 기술은 접합부 없이 복잡한 형상을 제작할 수 있기 때문에 수밀성뿐만 아니라 강도도 요구되는 복잡한 형상에도 적용이 가능하다

TLP형 슬롯 머신기초는 콘크리트 슬롯 머신체와 해저에 설치된 앵커를 텐돈이라고 불리는 장력계류재(강관, 와이어로프 등)로 묶어서 콘크리트 슬롯 머신체의 부력에 의해 발생하는 장력을 이용하여 풍력발전시설의 기초로 기능하는 메커니즘이다 콘크리트 슬롯 머신구조물을 설치하기 위해서는 슬롯 머신구조물을 육상에서 제작하여 자연적으로 슬롯 머신한 상태에서 보트로 설치장소까지 예인한 후 바다에 반쯤 잠긴 후 텐돈에 묶어 정박시켜야 한다

본 실험에서는 예인, 설치, 계류 조건을 가정하고 모형에 평형수를 채워 무게와 균형을 조절함으로써 각 조건을 재현하였으며, 무게중심 측정을 위해 모형을 기울인 상태도 재현하였습니다 동시에 우리는 플로팅 모델의 실제 상태와 시뮬레이션 소프트웨어가 예측한 상태를 비교하고 시뮬레이션 소프트웨어의 타당성을 검증하고 있습니다

실험 결과, 평형수를 주입하여 슬롯 머신체의 자세를 제어할 수 있으며, 시뮬레이션 소프트웨어의 해석 결과와 실제 상황이 비교적 잘 일치함을 확인했습니다