세계가 재생에너지로 전환함에 따라 풍력 발전소는 필수적인 에너지 인프라의 일부가 되고 있습니다. 이러한 시설의 신뢰성과 효율성을 보장하는 것이 중요하며, 광섬유 센싱 기술은 이러한 목표를 달성하는 데 핵심적인 역할을 합니다.
광섬유 센싱 기술은 광섬유의 고유한 특성을 이용하여 광섬유를 따라 발생하는 온도, 응력 및 음향 진동(소리)의 변화를 감지합니다. 풍력 발전 단지 인프라에 광섬유 케이블을 통합함으로써 운영자는 이러한 핵심 자산의 구조적 건전성과 운영 조건을 지속적으로 모니터링할 수 있습니다.
그렇다면 정확히 무엇에 사용되는 걸까요?
구조물 건전성 모니터링
풍력 터빈은 고온, 저온, 비, 우박, 강풍 등 가혹한 환경에 자주 노출되며, 해상 풍력 발전 단지의 경우 파도와 부식성 염수에도 노출됩니다. 광섬유 센싱 기술은 분산 응력 감지(DSS) 및 분산 음향 감지(DAS)를 통해 변형 및 진동 변화를 감지하여 터빈의 구조적 및 작동 상태에 대한 귀중한 데이터를 제공할 수 있습니다. 이러한 정보를 통해 운영자는 잠재적인 취약점을 파악하고 고장 발생 전에 터빈을 보강하거나 수리하는 등의 사전 예방 조치를 취할 수 있습니다.
케이블 무결성 모니터링
풍력 터빈을 전력망에 연결하는 케이블은 생산된 전기를 전송하는 데 매우 중요합니다. 광섬유 센싱 기술은 이러한 케이블의 건전성을 모니터링하여 지하 케이블 깊이 변화, 가공 케이블의 응력 및 변형, 기계적 손상 또는 열 이상 현상을 감지할 수 있습니다. 지속적인 모니터링은 케이블 고장을 예방하고 안정적인 전력 전송을 보장하는 데 도움이 됩니다. 또한 송전 시스템 운영자(TSO)가 이러한 케이블을 이용한 전력 전송을 최적화하거나 극대화할 수 있도록 해줍니다.
어선과 닻으로 인한 위험 요소 파악
해상 풍력 발전소의 경우, 이러한 전력 케이블은 어선과 보트가 빈번하게 운항하는 혼잡한 해역에 설치되는 경우가 많습니다. 이러한 활동은 케이블에 상당한 위험을 초래합니다. 광섬유 감지 기술, 특히 이 경우에는 분산 음향 감지(DAS) 기술이 사용될 가능성이 높으며, 이 기술은 어구 또는 닻으로 인한 간섭을 감지하여 충돌 임박 경고 및 잠재적 손상에 대한 조기 경고를 제공할 수 있습니다. 이러한 위험을 실시간으로 파악함으로써 운영자는 선박 항로 변경이나 케이블의 취약 부분 보강과 같은 즉각적인 조치를 취하여 피해를 최소화할 수 있습니다.
예측 및 사전 예방적 유지보수
광섬유 센싱 기술은 풍력 발전 단지 구성 요소의 상태에 대한 지속적인 데이터를 제공하여 예측 유지보수를 수행합니다. 이 데이터를 통해 운영자는 유지보수가 필요한 시점과 장소를 예측하여 예상치 못한 고장을 방지하고 가동 중단 시간을 줄일 수 있습니다. 문제가 심각해지기 전에 해결함으로써 운영자는 긴급 수리 및 에너지 생산 손실과 관련된 상당한 비용을 절감할 수 있습니다.
안전 및 보호
광섬유 센싱 기술 분야는 끊임없이 발전하며 새로운 혁신을 통해 한 단계 더 도약하고 있습니다. 최근의 발전에는 풍력 발전 단지 시설 및 주변 환경의 변화를 더욱 민감하고 정확하게 감지하는 향상된 분산 음향 센싱(DAS) 시스템이 포함됩니다. 이러한 시스템은 케이블 근처에서 발생하는 기계식 또는 수동식 굴착 작업과 같은 다양한 유형의 교란을 구분할 수 있습니다. 또한 가상 울타리를 설정하고 케이블에 접근하는 보행자나 차량에 접근 경고를 제공하여 우발적인 손상이나 제3자에 의한 고의적인 간섭을 방지하는 포괄적인 솔루션을 제공할 수 있습니다.
광섬유 센싱 기술은 풍력 발전소의 모니터링 및 유지 관리 방식을 혁신하고 있습니다. 이 기술은 풍력 발전소 구성 요소의 상태에 대한 실시간 데이터를 지속적으로 제공하여 안전성, 효율성 및 비용 효율성 측면에서 상당한 이점을 제공합니다. 광섬유 센싱 기술을 도입함으로써 운영자는 풍력 발전 단지 및 투자 프로젝트의 안전성과 수명을 보장할 수 있습니다.
게시 시간: 2025년 4월 3일