풍력 터빈 체결 문제 해결

도전 과제

먼 거리에서는 명확하게 확인되지 않지만, 풍력 터빈 타워는 유연하고 구부러지게 설계되어 있어 날개에서 발생하는 강한 힘이 상쇄됩니다. 그러나 북미의 한 전력 대기업은 이 유연성과 굽힘성으로 인해 타워 내부에 있는 요덱(Yaw deck)과 새들 덱(Saddle deck)을 고정시키는 볼트 체결부가 고장이 증가하여 비용 발생으로 이어지는 문제를 경험하고 있었습니다.

회사에서 본 설계가 적용된 6,000개의 타워가 있고 북미 전역의 모든 회사에는 이러한 유형의 타워가 최대 35,000개 있었습니다. 이 풍력 타워를 제작한 OEM 업체는 다양한 해결책을 제시했지만 주로 더 강한 볼트를 L형 앵글 덱 브래킷에 사용하는 방식이었습니다. 하지만 이 방식은 복잡하고 비용이 많이 들었으며 유지 보수 작업자가 24시간 또는 그 이상의 시간 동안 작업이 필요하였습니다. 새로운 솔루션을 도입한 이후에도 고장은 계속 발생하였습니다. 

수년동안 이 문제로 씨름한 이후 전력회사에서 일하는 한 엔지니어가 볼트 문제가 아닌 브래킷 문제임을 밝혀냈습니다. 이 엔지어니는 관절형 체결부가 성공적인 솔루션이 될 가능성이 가장 높다고 판단하여 올바른 부품을 찾기 위해 시장을 조사했습니다. 그러나 적합한 사용 하드웨어 제품을 찾을 수 없어 지역의 Fastenal 매장에 OEM 브래킷을 대체할 수 있는 장비를 문의하였습니다.

솔루션

전력 회사 엔지니어와 Fastenal 사의 기술 전문가 간의 실증적인 토의가 이루어졌고, 마침내 노드락 쐐기형 풀림방지 와셔로 고정되는 관절형 체결부를 활용하는 솔루션이 풍력 타워 두 곳에 시범 설치 되었습니다.

노드락 와셔는 이 터빈에서 중요한 역할을 담당합니다. 관절형 체결부의 볼트가 풀리지 않도록 방지하여 풍력 타워 운영 기간 동안 덱이 견고하게 제자리를 유지하도록 보호합니다.  이전 방식은 이 역할을 제대로 수행하지 못하였으나 변경된 설계로 인해 풍력 타워가 바람에 의해 변형될 때 덱은 여러 방향으로 조금씩 움직여도 문제가 발생하지 않게 되었습니다. 

결과

풍력 터빈에서 1년 이상 동안 요/새들덱에 설치된 20개의 시험용 브래킷을 확인하였고, 마모 징후는 발견되지 않았습니다. 이러한 긍정적인 결과를 바탕으로 노드락그룹의 지원을 받은 전력회사 Fastenal은 간단한 덱 브래킷 교체 키트를 개발하였습니다.  

교체 작업을 위해 풍력 발전 현장으로 공급된 이 키트는 노드락 와셔와 함께 5개의 관절형 체결부와 볼트로 구성됩니다. 이 솔루션은 체결부의 3-4시간의 빠른 설치도 보장하며 작업자의 안전, 유지보수 비용 및 장기적인 운영을 통한 비용 절감을 보장합니다.

고객: 북미 주요 발전 및 배전 회사

최종 고객: 풍력 발전 산업

위치: 미국 및 캐나다 및 기타 전 세계의 최대 35,000개 이상의 풍력 터빈

적용처: 요덱(Yaw deck) 및 새들덱(Saddle deck)의 볼트 체결되는 주요 브래킷

솔루션: Nord-Lock 쐐기형 풀림 방지 와셔로 응력과 진동으로 인한 볼트 풀림 문제를 해결