FBG 센서를 이용한 축소형 복합재 풍력 터빈 블레이드의 정적, 동적 구조 특성 시험

Abstract

본 연구에서는 복합재 풍력 터빈 블레이드(750kW 블레이드 1/23 스케일 축소 모델)의 정적, 동적 구조 특성 시험을 수행하였다. 정적 구조 시험에서는 준 정적 굽힘 시험을 진행하였고, 작은 변형을 받는 단순 보 가정을 적용하여 처짐량을 예측하였다. FBG 센서로부터 얻어진 처짐 결과를 레이저 변위센서 및 디지털 카메라로부터 얻은 결과와 비교하였으며, 비교적 일치된 결과를 확인하였다. 동적 구조 시험에서는 impact hammer 를 이용한 임펄스 가진 시험을 수행하였다. 이때, FBG 센서로부터 측정된 구조물의 공진 주파수를 LDV 로부터 획득한 결과와 비교하였으며, 약 6 % 이내의 오차가 발생함을 확인하였다. 이를 통해 실물 크기의 블레이드의 거동 예측을 위한 축소형 블레이드의 구조 특성을 실험적으로 확인하였다. 또한 본 연구에 사용된 FBG 센서는 스트레인 게이지와 같은 종래의 센서 시스템이 가지는 단점들을 극복하고, 축소형 풍력 터빈 블레이드 구조물의 정적, 그리고 동적 특성 시험에 매우 적합한 센서로서 사용될 수 있음을 확인하였다.