개요

본 연구과제는 부유식 해상풍력 시스템을 대상으로, 운동성능과 구조안정성을 동시에 만족하는 부유체 독자모델 설계 기술 개발을 목적으로 한다. 하이브리드 부유체(콘크리트-강재 합성 구조)를 적용한 부유체를 대상으로 통합하중해석을 수행하고, 부유체 주요 구성요소의 구조 해석 및 설계 도면을 작성하여 선급(DNV) 인증을 위한 설계 보고서 및 도면을 최종 산출물로 한다.

기술개발 기술의 특징

부유식 해상풍력 통합하중해석 기반 설계기술

본 연구과제에서는 풍력터빈, 부유체, 계류시스템을 포함한 부유식 해상풍력 시스템 전반에 대한 통합하중해석 기술을 적용한다. 바람 하중, 파랑 하중, 조류 하중 및 구조 응답의 상호 연성을 고려한 해석을 통해 실해상 조건을 반영한 정밀한 하중 산정과 구조 강도 평가를 수행함으로써, 부유체의 구조 안정성과 설계 신뢰성을 확보한다. 

하이브리드 부유체 구조 설계 및 해석

콘크리트와 강재로 구성된 하이브리드 부유체의 특성을 고려하여 요소별 설계 기준을 수립하고, 구조 하중 및 응력 평가를 통해 주요 구조 부재의 형상 및 규모를 최적화한다. 이를 통해 구조적 안정성과 제작 경제성을 동시에 만족하는 부유체 구조 설계안을 도출한다.

부유체 구조 안정성 평가 (ULS/FLS)

시간 영역 해석 결과를 기반으로 극한하중 및 피로하중에 대한 구조 강도 평가를 수행한다. 부유체 단면별 응력 분포 및 피로 손상도를 정량적으로 분석하여 장기 운용을 고려한 구조 안정성을 검증한다.

설계 최적화 및 선급 인증 연계

각 설계 단계별 해석 결과를 바탕으로 부유체 외형 및 주요 구성요소의 설계 최적화를 수행하고, 선급(DNV) 규정을 만족하는 설계 보고서 및 설계 도면을 작성한다. 최종적으로 선급 인증(AIP)을 고려한 설계 산출물을 확보하여 향후 실증 및 상용화 프로젝트 적용 기반을 마련한다.