GFRP DSCT 구조를 적용한 3MW급 풍력타워의 단면 설계

Abstract

본 연구에서는 3 MW급 해상풍력 타워에 적용 가능한 Glass Fiber Reinforced Polymer Double-Skinned Composite Tubular (GFRP DSCT) 기둥의 단면을 설계하고 단면의 성능을 확인하기 위하여 해석을 수행하였다. 설계단면은 AutoDSCT 프로그램을 이용하여 축강도 및 휨강도의 요구성능을 만족하는 40개의 단면을 산출하여 가장 경제적인 단면을 선정하였다. 해석 수행시, 재료에 대한 비선형성, 콘크리트 구속효과 및 상재 풍력터빈의 자중을 고려한 대변위 효과를 고려하였다. 해석 결과, 4.5 m 직경을 가진 단면의 경우, 중공비 70%~85%일 때, 요구성능을 만족하였으며, 직경 4.275 m, 4.05 m, 3.825 m의 경우, 중공비 70%~82%, 70%~76%, 70%를 가진 단면이 요구성능을 만족하는 것으로 나타났다. 또한, 운반의 편리성 및 용이성을 위해 기둥에 대하여 모듈화를 수행하였으며, 각 높이에 따른 모듈의 단면을 제시하고 각 단면의 성능을 확인하였다.