IEC 61400

IEC 61400

IEC 61400은 풍력 터빈과 관련하여 국제전기기술위원회가 발행하는 국제표준이다.

목적과 기능

61400은 풍력 터빈이 계획 수명 내에 위험으로 인한 손상으로부터 적절히 설계되도록 하기 위해 만들어진 일련의 설계 요건이다.이 표준은 시공 [1]전 현장 조건부터 시험, 조립 및 운용 중인 터빈 구성품에 이르기까지 터빈 수명의 대부분의 측면을 다룬다.

풍력 터빈은 자본 집약적이며, 보통 그것들이 세워지고 임관되기 전에 구입된다.

이 표준들 중 일부는 독립된 제3자가 검증할 수 있는 기술적 조건을 제공하며, 따라서 풍력 터빈의 자금조달과 설립이 가능하도록 업무협약을 체결하기 위해 필요하다.[1]

IEC는 1995년부터 이 주제에 대한 국제인증 표준화를 시작했으며, 2001년에 첫 번째 표준이 등장했다.[1]

공통의 표준 세트는 때때로 다양한 국가 표준을 대체하여 글로벌 인증의 기초를 형성한다.[1]

소형 풍력 터빈은 최대 200m의2 스윕 구역으로 정의되며, 다소 단순화된 IEC 61400-2 표준은 이를 다룬다.또한 200m2 미만의 스윕 면적의 터빈에 대해서도 IEC 61400-1 표준을 사용할 수 있다.

하중 및 소음 표준은 외스테릴드 풍력 터빈 시험장에서 시제품 개발에 사용된다.[2]

조화

미국 해상 풍력 터빈 인증에 사용되는 IEC, API, ISO 등 표준

미국에서는 표준이 IEC 표준과 호환되도록 되어 있으며,[3] 61400의 일부 부분은 필수 문서화 되어 있다.[4][5]

미국 국립 재생 에너지 실험실은 IEC 표준 개발 작업에 참여하고,[3][6] 이 표준에 따라 장비를 시험한다.[7]그러나 미국의 연안 터빈에는 더 많은 표준이 필요하며, 가장 중요한 것은 다음과 같다.

  • ISO 19900, 해상 구조물에 대한 일반 요구사항
  • ISO 19902, 고정 강재 연안 구조물
  • ISO 19903, 고정 콘크리트 연안 구조물
  • ISO 19904-1, 부유식 연안 구조물 – 단일 훌, 반밀착형 및 첨탑
  • ISO 19904-2, 부유식 연안 구조물 - 장력-다리 플랫폼
  • API RP 2A-WSD, 고정식 해상 강재 플랫폼 - 작업 응력 설계 계획,[8] 설계 및 시공 권장 사례

캐나다에서는 이전의 국가 표준이 시대에 뒤떨어져 풍력 산업을 저해하고 있으며, 캐나다 표준 협회에 의해 61400과 몇 번의 수정으로 갱신 및 조화가 이루어졌다.[9][10]

IEC 61400의 업데이트는 2016년으로 예정되어 있다.[11]

소형 풍력 터빈의 경우, 세계 산업은 "어디서나 1회 시험, 어디에서나 인증"이라는 목표와 인증 요건의 조화를 위해 노력해 왔다.영국, 미국, 그리고 최근 일본, 덴마크 및 기타 국가들 간에 상당한 협력이 이루어지고 있어, 예를 들어 (영국 원산의) MCS 인증제도와 같은 IEC 61400-2 표준이 미국 및 기타 국가들과 상호운용성이 있다(예: AWEA 소형 풍력발전기 표준에 해당하는 경우).

풍력 터빈 발전기(WTG) 클래스

풍력 터빈은 특정 조건에 맞게 설계된다.건설 및 설계 단계 중에 풍력 터빈이 노출될 풍향에 대해 가정한다.터빈 풍력 등급은 풍력 발전소를 계획하는 복잡한 과정 동안 고려가 필요한 요소들 중 하나일 뿐이다.풍력 등급은 특정 부지의 정상 바람 조건에 적합한 터빈을 결정한다.터빈 등급은 평균 풍속, 극한 50년 돌풍, 난류 등 세 가지 매개변수에 의해 결정된다.[12]

난류 강도는 바람이 10분 이내에 얼마나 변화하는지 계량한다.풍력 터빈에 있는 다수의 주요 구성 요소의 피로 하중은 주로 난류로 인해 발생하기 때문에 현장이 얼마나 난류인지를 아는 것이 매우 중요하다.일반적으로 풍속은 수직 윈드 시어 때문에 높이가 증가함에 따라 증가한다.평평한 지형에서 풍속은 높이와 함께 기록적으로 증가한다.복잡한 지형에서 바람 프로필은 단순한 증가가 아니며 추가로 흐름의 분리가 발생하여 난기류가 크게 증가할 수 있다.[13]

풍력 등급/터블런스 허브 높이에서의 연평균 풍속 극한 50년 돌풍
Ia 높은 바람 - 높은 난류 18% 초당 10m(36km/h; 22mph) 초당 70m(250km/h; 160mph)
Ib 강풍 - 저류 난류 16% 초당 10m(36km/h; 22mph) 초당 70m(250km/h; 160mph)
IIA 중풍 - 높은 난류 18% 초당 8.5m(31km/h; 19mph) 초당 59.5m(214km/h, 133mph)
IIb 중풍 - 하부 난류 16% 초당 8.5m(31km/h; 19mph) 초당 59.5m(214km/h, 133mph)
IIIa 저풍 - 높은 난류 18% 초당 7.5m(27km/h; 17mph) 초당 52.5m(시속 1km/시속 117mph)
IIIb 저풍 - 하부 난류 16% 초당 7.5m(27km/h; 17mph) 초당 52.5m(시속 1km/시속 117mph)
IV 초당 6.0m(22km/h; 13mph) 초당 42m(150km/h; 94mph)

극한 풍속은 평균 풍속 3초를 기준으로 한다.난류는 풍속 15m/s로 측정한다.이것은 IEC 61400-1판 2의 정의다.

그러나 미국 해역의 경우 이미 여러 허리케인이 70m/s(156mph) 이상의 속도로 풍력등급 Ia를 초과해 적절한 기준을 마련하기 위한 노력을 기울이고 있다.[8]2021년, THUV SWHD는 열대성 사이클론들에 대한 새로운 풍력 등급 T1을 시뮬레이션하는 표준을 개발했다.[14]

IEC 61400 부품 목록

  • IEC 61400-1:2005+AMD1:2010 설계 요구사항
  • IEC 61400-2:2013 소형 풍력발전기
  • IEC 61400-3:2009 해상 풍력 터빈의 설계 요건
  • IEC 61400-4:2012 풍력 터빈 변속 장치 설계 요구 사항
  • IEC 61400-6:2020 타워 및 기초 설계 요건
  • IEC 61400-11:2012 음향 소음 측정 기법
  • IEC 61400-12-1:2005 풍력 터빈을[15] 생성하는 전기의 전력 성능 측정
  • IEC 61400-12-2:2013/COR1:2016 나셀 아나메트리/코리겐덤 1에 기초한 전기 생산 풍력 터빈의 전력 성능
  • IEC 61400-12-1:2017 풍력 터빈/소다 및 라이다 측정과[16] 같은 원격 감지 장치의 전력 성능 측정
  • IEC 61400-13:2015 기계적 부하 측정
  • IEC TS 61400-14:2005 명백한 음력 수준 및 톤율 값 선언
  • IEC 61400-21:2008 그리드 연결 풍력 터빈의 전력 품질 특성 측정 및 평가
  • IEC 61400-22:2010 적합성 시험 및 인증 (IEC 61400-22:2010은 2018-08-31일에 철회되었고, IECRE 적합성 평가 시스템에 포함된 풍력 부문(WE-OMC)의 결과물로 대체되었다.)
  • IEC 61400-23:2014 로터 블레이드 전면 구조 시험
  • IEC 61400-24:2010 번개 보호
  • IEC 61400-25-1:2006 풍력발전소 감시 및 제어를 위한 통신 - 원칙 및 모델에 대한 전반적인 설명
  • IEC 61400-25-2:2015 풍력 발전소의 감시 및 제어를 위한 통신 - 정보 모델
  • IEC 61400-25-3:2015 풍력 발전소의 감시 및 제어를 위한 통신 - 정보 교환 모델
  • IEC 61400-25-4:2008 풍력발전소 감시 및 제어를 위한 통신 - 통신 프로파일에 대한 매핑
  • IEC 61400-25-5:2006 풍력발전소 감시 및 제어를 위한 통신 - 적합성 시험
  • IEC 61400-25-6:2010 풍력 발전소의 감시 및 제어를 위한 통신 - 상태 모니터링을 위한 논리적 노드 클래스 및 데이터 클래스
  • IEC TS 61400-26-1:2011 풍력 터빈 발전 시스템을 위한 시간 기반 가용성
  • IEC TS 61400-26-2:2014 풍력 터빈의 생산 기반 가용성
  • IEC 61400-27-1:2015 전기 시뮬레이션 모델 - 풍력 터빈

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d 와우, 마이크."IEC TS 61400-22" 페이지 1-2 및 9페이지 게르마니스처 로이드, 2008.액세스: 2011년 3월 12일아카이브
  2. ^ 외스테릴드 브로셔, 8페이지
  3. ^ a b 도지, 다렐 M. "풍력 산업 컨센서스 표준 개발" 국립 재생 에너지 연구소, 1996년 2월 27일.검색됨: 2012년 8월 16일.인용: "미국 표준은 IEC 표준과 호환되어야 한다"
  4. ^ "IEC 61400-22 필수 설계 문서".
  5. ^ IEC 61400-22 필수 설계 문서 웨이백 기계에 보관된 2011-09-02
  6. ^ NREL의 표준 개발 기술 역할 국립 재생 에너지 연구소 2011-06-09 웨이백 기계에 보관
  7. ^ "인증시험" 국립 재생 에너지 연구소.검색됨: 2012년 8월 16일.
  8. ^ a b W.D.; 쉐퍼드, D.D.; Naughton, B. "해상 풍력 개발 권장 사례" 인트로 페이지 국립 재생 에너지 연구소, 2013년 4월.액세스: 2013년 11월 20일OSTI 1078076
  9. ^ "업데이트된 표준은 풍력 에너지 개발을 촉진한다." 23페이지, 캐나다 천연자원 2010.검색됨: 2012년 8월 16일.인용: "이전의 캐나다 표준은 산업에 장애가 되었다" .."IEC 표준으로 조정"
  10. ^ "Archived copy". www2.nrcan.gc.ca. Archived from the original on 10 June 2015. Retrieved 14 January 2022.{{cite web}}: CS1 maint: 타이틀로 보관된 사본(링크)
  11. ^ "Kæmpemøller får ny håndbog i Takt og Tone". EnergiWatch. Archived from the original on 7 October 2015. Retrieved 7 October 2015.
  12. ^ "Wind 프로젝트 계획: 풍력 터빈 클래스"베스타스.2011년 10월 액세스.
  13. ^ 랭그레더, 빕케."Siting of Wind Farms: Basic Sides" Suzlon Energy.2011년 10월 액세스.
  14. ^ "TÜV SÜD provides certification of wind turbines for regions impacted by tropical storms". www.windtech-international.com. 8 September 2021.
  15. ^ "Wind turbine power performance data - Wind power curve". SgurrEnergy. Retrieved 18 March 2017.
  16. ^ "New standard bolsters lidars". ReNews. 14 March 2017. Retrieved 14 March 2017.

외부 링크