압전센서를 활용한 E/M 임피던스 기반 조류발전구조물의 건전성 모니터링

Abstract

최근 그칠 줄 모르는 유가 급등에 따라 무공해 에너지 개발에 관한 관심이 집중되면서, 한국해양연구원은 울돌목을 대상으로 100 kW 급 시험 조류발전시스템을 건설하고 있다. 울돌목은 최대 13 knot 의 강한 조류 흐름이 발생하는 곳이다. 이러한 조류의 흐름은 에너지의 효율을 높이는 반면에, 조류의 흐름에 따른 초과하중, 해수 및 대기 중의 환경적인 요인, 주변의 폐기물에 의한 충격 등으로 조류발전 구조물의 변형 및 손상을 유발할 수 있다. 시험 조류발전 시스템은 수차, 발전기, 전력변환장치 등과 같은 발전설비와 발전설비 지지구조물로 이루어져 있는데, 이 중 발전설비 지지구조물의 건전성을 모니터링 하는 것은 발전 시스템 전체의 지속성과 안정성, 경제성을 보장한다. 따라서, 지지구조물의 건전성 모니터링을 위한 정·동적 기반 안전진단 시스템의 Prototype 을 구축하고자, 울돌목 시험 조류발전소 지지구조물의 1/20 축소모델을 제작하였다. 본 연구에서는 압전센서로부터 획득한 E/M 임피던스 신호를 기반으로 국부적인 손상을 탐색하는 것을 목표로 하였으며, 신호에 영향을 미치는 변수로 <온도, 외부하중, 손상>을 고려하였다. 손상에 따른 변화를 추출하면서 발생할 수 있는 오류를 줄이기 위해 온도 및 외부하중이 임피던스 신호에 미치는 영향을 파악하고 보정하는 작업은 매우 중요할 것이다.