KR101259049B1

KR101259049B1 - Wind power generator with device for de-icing and control method thereof

Info

Publication number: KR101259049B1
Application number: KR1020110089174A
Authority: KR
Inventors: 하인철; 김홍겸; 이병규; 이종환; 조영석; 하영열; 한동기
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2013-04-29
Anticipated expiration: 2031-09-02
Also published as: KR20130025700A

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력 발전기의 나셀에 장착되어 블레이드의 리딩 엣지 전체에 대해 디아이싱 작업을 수행할 수 있는 디아이싱 장치를 구비하는 풍력 발전기를 제공한다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기는, 나셀, 타워, 로터와 로터에 풍력으로 인해 발생한 회전력을 제공하는 하나 이상의 블레이드를 구비하는 풍력 발전기에 있어서, 블레이드 및 블레이드의 날개부를 회전시키는 모터; 블레이드의 회전 축계를 고정하는 브레이크; 나셀 하부에 설치되고, 고정된 블레이드의 길이 방향을 따라 이동하는 분사 노즐을 포함하여 블레이드 날개부의 리딩 엣지부 전체에 디아이싱 유액을 분사하는 디아이싱 장치; 블레이드 중 하나의 블레이드가 타워의 높이 방향에 평행하게 고정되도록 모터와 브레이크를 제어하고, 고정된 블레이드의 리딩 엣지부가 타워와 마주보도록 모터를 제어하고, 디아이싱 장치의 분사 노즐이 고정된 블레이드의 길이 방향을 따라 이동하면서 고정된 블레이드의 리딩 엣지부 전체에 디아이싱 유액을 분사되도록 제어하는 제어부;를 포함한다.
이를 통해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 효율적인 디아이싱 작업을 통해 풍력 발전기의 가동률을 향상시킬 수 있고, 하나 이상의 블레이드 각각에 대한 디아이싱 장치를 구비하지 않고도 모든 블레이드에 대해 디아이싱 작업을 수행할 수 있어서 비용적 측면에서도 유리하고, 작업자 없이도 자동으로 디아이싱을 수행할 수 있어서 작업 능률을 향상시킬 수 있으며, 블레이드의 팁(Tip)부에도 디아이싱 유액이 직접 닿게 할 수 있어서 디아이싱 작업 시간을 최소화할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wind generator having a deicing device mounted on the nacelle of the wind generator to perform the deicing operation for the entire leading edge of the blade.
To this end, the wind generator according to an embodiment of the present invention, in the wind generator having at least one blade for providing a rotational force generated by the wind power to the nacelle, tower, rotor and rotor, the motor for rotating the blades and blades of the blade ; A brake for fixing the rotating shaft system of the blade; A deicing device installed under the nacelle and including a spray nozzle moving along a length of the fixed blade to inject the deicing fluid into the entire leading edge of the blade wing; Control the motor and brake so that one of the blades is fixed parallel to the height direction of the tower, control the motor so that the leading edge of the fixed blade faces the tower, and the length of the blade to which the spray nozzle of the deicing device is fixed And a controller configured to control the injection of the deicing fluid to the entire leading edge of the fixed blade while moving along the direction.
Through this, according to an aspect of the present invention, it is possible to improve the operation rate of the wind generator through an efficient deicing operation, and to perform the deicing operation for all blades without having to provide a deicing device for each of one or more blades. It can be advantageous in terms of cost, and can be automatically deiced without an operator, thereby improving work efficiency. The deicing fluid can be directly brought into contact with the tip of the blade to reduce deicing time. It can be minimized.

Description

WIND POWER GENERATOR WITH DEVICE FOR DE-ICING AND CONTROL METHOD THEREOF

본 발명은 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍력 발전기의 나셀에 장착되어 블레이드에 대해 디아이싱 작업을 수행하는 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wind generator including a deicing device and a control method thereof, and more particularly, to a wind generator including a deicing device mounted on a nacelle of a wind generator and performing a deicing operation on a blade. It is about a method.

세계의 전력 수요를 충족시키기 위해 대안적인 에너지원이 개발되고 있다. 이러한 하나의 대안 에너지원은 풍력이다. 상기와 같은 풍력 발전기는 크게 로터(rotor)와, 나셀(nacelle) 및 타워(tower)로 구성된다. 풍력 발전기는 로터를 통해 바람 자원으로부터 얻어진 에너지를 발전부를 통해 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산하는 장치이다.Alternative energy sources are being developed to meet the world's electricity needs. One such alternative energy source is wind power. Such a wind generator is largely composed of a rotor, a nacelle and a tower. A wind generator is a device that generates power by converting energy obtained from wind resources through a rotor into electrical energy through a power generation unit.

풍력 발전기는 기류(air current)에 의해 제공되는 에너지를 전기로 전환시킨다. 기류는 타워의 정상부에서 나셀에 장착된 큰 로터 블레이드 또는 프로펠러를 회전시킨다. Wind generators convert the energy provided by air currents into electricity. Airflow rotates a large rotor blade or propeller mounted on the nacelle at the top of the tower.

블레이드는 스테이터에 대해 로터를 회전시켜 전류를 발생시킨다. 회전 속도는 다수의 브레이킹 시스템의 사용을 통해서뿐만 아니라 블레이드 피치를 변경시킴으로써 제어된다. 강한 바람의 상태 시, 회전 속도를 제한하기 위해, 블레이드 피치가 조정되어 풍력 에너지를 흘려 보낸다. 종종, 블레이드가 높은 회전 속도를 이루는 것을 더욱 방지하기 위해 브레이킹 시스템이 사용된다. 낮은 바람의 상태 시, 가능한 한 많은 풍력 에너지를 포획하기 위해, 블레이드 피치가 조정된다.The blade generates current by rotating the rotor relative to the stator. Rotational speed is controlled through the use of multiple braking systems as well as by changing the blade pitch. In strong wind conditions, the blade pitch is adjusted to flow wind energy to limit the rotational speed. Often, a braking system is used to further prevent the blade from achieving a high rotational speed. In low wind conditions, the blade pitch is adjusted to capture as much wind energy as possible.

통상, 풍력 발전기는 풍향 조건이 우수한 산간 지방이나 해안가 지역에 주로 설치되며, 상기한 지역들은 대체로 겨울철에 눈이 많이 내리는 지역이다. 따라서, 겨울철 눈이 많이 내리게 되면 풍력 발전기를 구성하는 블레이드에는 눈이 많이 쌓이게 되고, 이렇게 쌓인 눈이 결빙되어 발전 효율에 영향을 미치게 되어 실질적인 풍력 발전기의 수명에 큰 영향을 미치게 된다. In general, wind generators are mainly installed in mountainous regions or coastal areas with excellent wind direction, and these areas are generally snowy areas in winter. Therefore, when a lot of snow falls in winter, a lot of snow accumulates on the blades constituting the wind generator, and thus the accumulated snow freezes and affects the power generation efficiency, which greatly affects the lifespan of the actual wind generator.

특히, 블레이드는 바람이 가진 에너지를 회전력으로 변환시켜 로터 또는 나셀로 전달하도록 하는 구성으로써, 상기와 같은 블레이드는 풍력 발전기의 핵심적인 구성임을 고려할 때 지속적인 유지 보수 및 점검을 수행한다.In particular, the blade is configured to convert the energy of the wind into the rotational force to transfer to the rotor or nacelle, considering the blade as a core configuration of the wind power generator performs continuous maintenance and inspection.

상기한 유지 보수 및 점검을 수행하고자 할 경우에는 외부에서 크레인 등을 이용하거나 나셀 등을 통해 작업자가 블레이드로 이동하여야 한다. 하지만, 전술한 바와 같이 블레이드가 결빙된다면 작업자가 블레이드로 이동하는 도중 상기와 같이 결빙된 것에 의해 안전 사고의 발생 우려가 클 수밖에 없다는 문제점이 있다.When performing the maintenance and inspection described above, the operator must move to the blade using a crane or the like from the outside. However, as described above, if the blade is frozen, there is a problem that a safety accident may inevitably occur due to the freezing as described above while the worker moves to the blade.

또한, 회전자인 블레이드의 결빙은 풍력 발전기의 영역에 있는 사람과 물체가 낙하하는 얼음으로 인하여 부상을 입거나 손상될 수 있는 위험을 포함한다. 회전자인 블레이드가 얼음으로 덮여 있을 때, 얼음이 얼마나 많이 언제 떨어질지 예측할 수 없으며, 따라서 그 영역의 위험을 방지하도록 풍력 발전기는 정지해야 한다.In addition, the icing of the blades, which are rotors, involves the risk that people and objects in the area of the wind generator can be injured or damaged by falling ice. When the rotor blade is covered with ice, it is unpredictable how much of the ice will fall and thus the wind generator should stop to avoid the danger of that area.

종래 기술의 상태에서, 이러한 문제를 방지하기 위해 여러 가지 방안이 강구되었다.In the state of the art, various measures have been taken to prevent this problem.

특히, 특허문헌 1(일본공개특허공보 제2008-159336호)에서는 전극을 통해 발생하는 플라즈마 현상을 이용한 디아이싱 장치를 개시하고 있는데, 이러한 장치에는 다음과 같은 문제점이 있다.In particular, Patent Document 1 (Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2008-159336) discloses a deicing apparatus using a plasma phenomenon generated through an electrode, which has the following problems.

첫째, 대형 풍력 발전기와 이에 대응하는 대형 회전자 블레이드를 갖는 경우에는 특허문헌 1의 플라즈마 현상을 이용한 디아이싱 장치를 운용하는데 필요한 동력소비가 상당히 크다. 즉, 특허문헌 1의 전극을 이용하여 플라즈마 현상을 발생시키고 이를 통해 블레이드를 디아이싱하는데 필요한 전력이, 디아이싱을 통해 얻는 풍력 발전량 보다 더 클 수 있다는 문제점이 있다.First, in the case of having a large wind generator and a corresponding large rotor blade, the power consumption required to operate the deicing apparatus using the plasma phenomenon of Patent Document 1 is quite large. That is, there is a problem that the power required to generate the plasma phenomenon using the electrode of Patent Document 1 and thereby deice the blade may be larger than the amount of wind power generated through the deicing.

둘째, 이러한 장치는 블레이드의 결빙에 대해 완전한 보호장치는 아니다. 즉, 블레이드 자체에 설치된 이러한 장치가 파손될 수 있는 위험이 존재하고, 다른 한편으로 이러한 장치는 임의의 낮은 온도에서 결빙이 형성되는 것 자체를 방지할 수 없기 때문이다.Second, such a device is not a complete protection against freezing of the blades. In other words, there is a risk that such a device installed in the blade itself may be broken, on the other hand, such a device cannot prevent itself from forming freezing at any low temperature.

특허문헌 1 : 일본공개특허공보 제2008-159336호(2008.07.10.공개)Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-159336 (July 10, 2008)

본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력 발전기의 나셀에 장착되어 블레이드의 리딩 엣지 전체에 대해 디아이싱 작업을 수행할 수 있는 디아이싱 장치를 구비하는 풍력 발전기 및 그 제어방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wind generator having a deicing device which is mounted on a nacelle of a wind generator and can deice the entire leading edge of a blade.

본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기는, 나셀, 타워, 로터와 로터에 풍력으로 인해 발생한 회전력을 제공하는 하나 이상의 블레이드를 구비하는 풍력 발전기에 있어서, 블레이드 및 블레이드의 날개부를 회전시키는 모터; 블레이드의 회전 축계를 고정하는 브레이크; 나셀 하부에 설치되고, 고정된 블레이드의 길이 방향을 따라 이동하는 분사 노즐을 포함하여 블레이드 날개부의 리딩 엣지부 전체에 디아이싱 유액을 분사하는 디아이싱 장치; 블레이드 중 하나의 블레이드가 타워의 높이 방향에 평행하게 고정되도록 모터와 브레이크를 제어하고, 고정된 블레이드의 리딩 엣지부가 타워와 마주보도록 모터를 제어하고, 디아이싱 장치의 분사 노즐이 고정된 블레이드의 길이 방향을 따라 이동하면서 고정된 블레이드의 리딩 엣지부 전체에 디아이싱 유액을 분사되도록 제어하는 제어부;를 포함한다.According to one embodiment of the present invention, a wind generator includes: a wind generator including at least one blade providing a rotation force generated by wind power to a nacelle, a tower, a rotor, and the rotor, the motor comprising: rotating a blade and a blade portion of the blade; A brake for fixing the rotating shaft system of the blade; A deicing device installed under the nacelle and including a spray nozzle moving along a length of the fixed blade to inject the deicing fluid into the entire leading edge of the blade wing; Control the motor and brake so that one of the blades is fixed parallel to the height direction of the tower, control the motor so that the leading edge of the fixed blade faces the tower, and the length of the blade to which the spray nozzle of the deicing device is fixed And a controller configured to control the injection of the deicing fluid to the entire leading edge of the fixed blade while moving along the direction.

또한, 디아이싱 장치는 분사 노즐이 고정된 블레이드의 길이 방향을 따라 이동하도록 분사 노즐을 지지하는 이동축을 더 포함하고, 제어부는 분사 노즐이 이동축을 따라 이동하면서 고정된 블레이드의 리딩 엣지부 전체에 디아이싱 유액을 분사하도록 제어한다.In addition, the deicing apparatus further includes a moving shaft supporting the spray nozzle so that the spray nozzle moves along the longitudinal direction of the fixed blade, and the control unit depresses the entire leading edge of the fixed blade while the spray nozzle moves along the movable shaft. Control to spray the icing fluid.

또한, 분사 노즐은 회전 가능하고, 제어부는 고정된 블레이드의 리딩 엣지부 전체에 디아이싱 유액이 분사되도록 분사 노즐의 분사 회전각과 분사압을 조절한다.In addition, the spray nozzle is rotatable, and the controller adjusts the spray rotation angle and the spray pressure of the spray nozzle so that the deicing fluid is sprayed on the entire leading edge portion of the fixed blade.

또한, 디아이싱 장치의 이동축이 고정되도록 타워와 이동축을 연결하는 하나 이상의 지지부를 더 포함한다.The apparatus further includes at least one support connecting the tower and the moving shaft to fix the moving shaft of the deicing apparatus.

또한, 디아이싱 장치가 분사하는 디아이싱 유액은 염분수, 해수, 증류수, 물 또는 부동액을 포함한다.In addition, the deicing emulsion sprayed by the deicing apparatus includes salt water, seawater, distilled water, water or an antifreeze.

또한, 블레이드의 아이싱을 검출하는 아이싱 검출부를 더 포함하고, 제어부는 아이싱 검출부가 블레이드의 아이싱을 검출한 것으로 판단되면 디아이싱 장치가 가동되도록 제어한다.The apparatus may further include an icing detector configured to detect the icing of the blade, and the controller may control the deicing apparatus to operate when it is determined that the icing detector detects the icing of the blade.

또한, 아이싱 검출부는 블레이드를 촬영하여 아이싱을 검출한다.In addition, the icing detector detects the icing by photographing the blade.

또한, 아이싱 검출부는 블레이드의 하중 변화를 측정하여 아이싱을 검출한다.In addition, the icing detection unit detects the icing by measuring a load change of the blade.

또한, 아이싱 검출부는 풍력 발전기의 외부 온도를 실시간으로 측정하여 아이싱을 검출한다.In addition, the icing detector detects the icing by measuring the external temperature of the wind generator in real time.

또한, 디아이싱 장치는 나셀과 결합되는 본체를 포함하고, 본체는 나셀과의 사이에 결합판을 두고 나셀과 결합한다.In addition, the deicing apparatus includes a main body coupled to the nacelle, and the main body engages the nacelle with a coupling plate between the nacelle.

또한, 디아이싱 장치에 디아이싱 유액을 공급하기 위해 디아이싱 유액을 저장하는 저장부;와 저장부에서 디아이싱 장치로 디아이싱 유액이 이동하는 경로인 유로부;를 더 포함한다.The apparatus may further include a storage unit which stores the deicing fluid to supply the deicing fluid to the deicing device, and a flow path part that is a path through which the deicing fluid moves from the storage to the deicing device.

또한, 아이싱 검출부는 온도센서를 포함한다.In addition, the icing detection unit includes a temperature sensor.

본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전기 제어방법에 있어서, 하나 이상의 블레이드의 아이싱 여부를 검출하고; 하나 이상의 블레이드에 아이싱이 검출되면 블레이드 중 하나의 블레이드가 타워의 높이 방향과 평행한 위치에 오도록 블레이드를 회전시킨 후 고정하고; 고정된 블레이드의 리딩 엣지부가 타워와 마주보도록 블레이드의 날개부를 회전시키고; 나셀 하부에 설치된 디아이싱 장치에 포함되는 분사 노즐을 고정된 블레이드의 길이 방향으로 이동시키면서 고정된 블레이드의 리딩 엣지부 전체에 디아이싱 유액을 분사한다.In the wind generator control method according to an embodiment of the present invention, Detecting whether one or more blades icing; If icing is detected on at least one blade, the blade is rotated and fixed so that one of the blades is in a position parallel to the height direction of the tower; Rotating the wing of the blade such that the leading edge of the fixed blade faces the tower; The deicing fluid is sprayed on the entire leading edge of the fixed blade while moving the spray nozzle included in the deicing apparatus installed under the nacelle in the longitudinal direction of the fixed blade.

또한, 분사 노즐의 이동 중에 분사 노즐의 분사 회전각과 분사압을 조절하는 것을 더 포함한다.The method may further include adjusting the spray rotation angle and the spray pressure of the spray nozzle during the movement of the spray nozzle.

또한, 고정된 블레이드의 루트부에서 팁부로 갈수록 분사 노즐의 분사압을 증가시키는 것을 더 포함한다.The method further includes increasing the spray pressure of the spray nozzle from the root portion of the fixed blade to the tip portion.

또한, 나셀 하부에 설치된 디아이싱 장치를 통해 고정된 블레이드의 리딩 엣지부 전체에 디아이싱 유액을 분사한 후, 하나 이상의 블레이드 중 다른 블레이드의 리딩 엣지부 전체에 대해서도 디아이싱 유액을 분사하는 과정을 반복하여 수행한다.In addition, after the deicing fluid is sprayed on the entire leading edge of the blade fixed through the deicing device installed under the nacelle, the process of spraying the deicing fluid on the entire leading edge of the other blade among one or more blades is repeated. Do it.

본 발명의 일 측면에 따르면, 효율적인 디아이싱 작업을 통해 풍력 발전기의 가동률을 향상시킬 수 있다. According to one aspect of the present invention, an efficient deicing operation may improve the operation rate of the wind generator.

또한, 하나 이상의 블레이드 각각에 대한 디아이싱 장치를 구비하지 않고도 모든 블레이드에 대해 디아이싱 작업을 수행할 수 있어서 비용적 측면에서도 유리하다.In addition, it is advantageous in terms of cost as the deicing operation can be performed on all blades without having to provide a deicing device for each of one or more blades.

또한, 작업자 없이도 자동으로 디아이싱을 수행할 수 있어서 작업 능률을 향상시킬 수 있다.In addition, the deicing can be performed automatically without a worker, thereby improving work efficiency.

또한, 블레이드의 팁(Tip)부에도 디아이싱 유액이 직접 닿게 할 수 있어서 디아이싱 작업 시간을 최소화할 수 있다.In addition, the deicing fluid may be directly in contact with the tip of the blade, thereby minimizing the deicing time.

도 1은 일반적인 풍력 발전기의 정지 상태를 도시한 일 측면도이다.
도 2는 일반적인 풍력 발전기가 발전 중인 상태를 도시한 정면도이다.
도 3은 일반적인 풍력 발전기의 블레이드 리딩 엣지 부분에 발생한 아이싱 현상을 도시한 일 측면도이다.
도 4는 일반적인 풍력 발전기의 블레이드 리딩 엣지면에 발생한 아이싱 현상을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 제어가 가능한 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기를 도시한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기를 도시한 개략도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전 제어가 가능하고 타워와 연결된 지지부에 의해 지지되는 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기를 도시한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력 발전기 제어방법을 도시한 순서도이다.1 is a side view showing a stationary state of a typical wind generator.
2 is a front view illustrating a state in which a general wind power generator is generating power.
3 is a side view illustrating an icing phenomenon occurring at a blade leading edge portion of a general wind generator.
4 is a cross-sectional view illustrating an icing phenomenon occurring on the blade leading edge surface of a general wind power generator.
Figure 5 is a schematic diagram showing a wind generator including a deicing device capable of rotation control according to another embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram illustrating a wind generator including a deicing device according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram illustrating a wind generator including a deicing apparatus capable of rotation control and supported by a support connected to a tower according to another embodiment of the present invention.
8 is a block diagram showing the configuration of a wind generator according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a wind generator control method according to an embodiment of the present invention.
10 is a flow chart illustrating a wind generator control method according to another embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 일반적인 풍력 발전기의 정지 상태 및 발전 중인 상태에서 블레이드의 모양에 대해 도 1 내지 도 2를 통해 설명하고, 풍력 발전기의 블레이드에 아이싱이 발생한 경우에 대해 도 3 내지 도 4를 통해 설명한다. First, the shape of the blade in the stationary state and the state of power generation of a general wind generator will be described with reference to FIGS.

도 1은 일반적인 풍력 발전기의 정지 상태를 도시한 일 측면도이고, 도 2는 일반적인 풍력 발전기가 발전 중인 상태를 도시한 정면도이다. 1 is a side view showing a stationary state of a typical wind generator, Figure 2 is a front view showing a state in which a typical wind generator is generating power.

또한, 도 3은 일반적인 풍력 발전기의 블레이드 리딩 엣지 부분에 발생한 아이싱 현상을 도시한 일 측면도이고, 도 4는 일반적인 풍력 발전기의 블레이드 리딩 엣지면에 발생한 아이싱 현상을 도시한 단면도이다.3 is a side view illustrating an icing phenomenon occurring at a blade leading edge of a general wind generator, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an icing phenomenon occurring at a blade leading edge of a general wind generator.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 풍력 발전기(1)는 나셀(3), 타워(5), 로터(50), 허브(7), 블레이드(100)를 포함한다.As shown in FIGS. 1-2, a typical wind generator 1 comprises a nacelle 3, a tower 5, a rotor 50, a hub 7, and a blade 100.

여기서 나셀(3)은 도 1에 도시된 바와 같이, 풍력 발전기(1)가 설치되는 지평면 또는 수평면에 평행하도록 형성되고, 타워(5)는 지평면 또는 수평면에 수직이 되도록 형성된다.Here, as shown in FIG. 1, the nacelle 3 is formed to be parallel to the horizontal plane or the horizontal plane on which the wind generator 1 is installed, and the tower 5 is formed to be perpendicular to the horizontal plane or the horizontal plane.

블레이드(100)는 허브(7) 부분과 연결되고 내부적으로는 허브(7)에 포함되는 회전축과 연결되며 회전축은 로터(50)에 연결된다.The blade 100 is connected to the hub 7 part and internally connected to the rotating shaft included in the hub 7 and the rotating shaft is connected to the rotor 50.

또한, 블레이드(100)는 리딩 엣지부(130) 및 트레일링 엣지부(150)를 포함하는 날개부와 루트부(170)를 포함한다. 날개부는 바람이 직접 작용하는 부분이고, 루트부(170)는 회전축과 결합하는 부분이다. In addition, the blade 100 includes a wing portion and a root portion 170 including the leading edge portion 130 and the trailing edge portion 150. The wing portion is a portion in which wind acts directly, and the root portion 170 is a portion engaged with the rotation shaft.

또한, 리딩 엣지부(130)는 블레이드(100) 중에서 대부분의 아이싱이 형성되는 부분이고, 트레일링 엣지부(150)는 리딩 엣지부(130)의 반대편에 위치하는 날개부이다.In addition, the leading edge portion 130 is a portion where most of the icing is formed of the blade 100, the trailing edge portion 150 is a wing portion located opposite the leading edge portion 130.

또한, 도 1은 풍력 발전기(1)가 발전하지 않고 정지된 상태를 도시하고 있는데, 도 1에 도시된 바와 같이 정지된 상태에서는 블레이드(100)의 트레일링 엣지부(150)가 타워(5) 쪽으로 향하게 되고, 리딩 엣지부(130)가 타워(5)의 반대쪽으로 향하게 된다.In addition, FIG. 1 illustrates a state in which the wind generator 1 is stopped without generating power. In the stopped state, as illustrated in FIG. 1, the trailing edge 150 of the blade 100 is a tower 5. Toward the side, and the leading edge portion 130 faces away from the tower (5).

또한, 도 2는 풍력 발전기(1)가 발전 중인 상태를 도시하고 있는데, 도 2에 도시된 바와 같이 발전 중인 상태에서는 블레이드(100)의 트레일링 엣지부(150), 리딩 엣지부(130) 어느 것도 타워(5) 쪽으로 향하고 있지 않다. 즉, 발전 중인 상태에서는 블레이드(100)가 풍력을 회전력으로 변환시키기 위해 블레이드(100)의 날개면이 바람이 불어오는 방향으로 향하고 있다.In addition, FIG. 2 illustrates a state in which the wind generator 1 is being developed. As shown in FIG. 2, the trailing edge portion 150 and the leading edge portion 130 of the blade 100 are in the power generation state. Neither is it pointing towards the tower (5). That is, in the power generation state, the blade surface of the blade 100 is directed in the wind blowing direction in order to convert the wind into rotational force.

또한, 발전 중인 상태에서 풍력 발전기(1)가 가장 효율적으로 정지하려면 불어오는 바람의 힘을 최대한 활용하여 정지해야 하는데, 이를 위해서 풍력 발전기(1)를 정지시킬 때는 블레이드(100)의 트레일링 엣지부(150)를 타워(5) 방향으로 회전시켜 풍력 발전기(1)를 정지시키는 것이 가장 효율적이다. 즉, 트레일링 엣지부(150)를 타워(5) 방향으로 회전시키는 것이, 인위적으로 가해야 하는 브레이킹의 힘을 최소화하고, 불어오는 바람을 풍력 발전기(1)의 뒤 쪽으로 흘려보내면서 블레이드(100)를 정지시키는 가장 효율적이고 안정적인 방법이다. 여기서 블레이드(100)를 정시상태로 하기 위하여 트레일링 엣지부(150)가 회전하는 각도는 약 90도이다.In addition, in order to stop the wind power generator 1 most efficiently in the state of power generation, the wind power of the blowing wind must be utilized to the maximum extent. For this purpose, the trailing edge of the blade 100 is stopped when the wind power generator 1 is stopped. It is most efficient to stop the wind generator 1 by rotating 150 in the direction of the tower 5. That is, rotating the trailing edge portion 150 in the direction of the tower 5 minimizes the braking force that must be applied artificially, and blows the blowing wind toward the back of the wind generator 1 while the blade 100 ) Is the most efficient and stable way to stop. Here, the angle at which the trailing edge portion 150 rotates to bring the blade 100 to the on-time state is about 90 degrees.

또한, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 아이싱 현상은 블레이드(100)의 리딩 엣지부(130)에 주로 발생한다. 아이싱 현상으로 인해 블레이드(100)의 리딩 엣지부(130)에 형성된 얼음(9)은 도 3에서 보듯이, 블레이드(100)의 루트부(170)에서 팁(tip)부로 갈수록 그 두께가 증가하고, 도 4에서 보듯이, 블레이드(100)의 루트부(170)에서 팁부로 갈수록 그 면적이 감소한다.In addition, as shown in FIGS. 3 to 4, the icing phenomenon mainly occurs at the leading edge 130 of the blade 100. Due to the icing phenomenon, the ice 9 formed on the leading edge 130 of the blade 100 increases in thickness from the root portion 170 of the blade 100 to the tip portion as shown in FIG. 3. 4, the area decreases from the root portion 170 of the blade 100 toward the tip portion.

이상에서 살펴본 바를 기초로 볼 때, 블레이드(100)의 리딩 엣지부(130)에 주로 아이싱 현상이 발생하고, 이에 대한 디아이싱 작업을 수행하기에는 풍력 발전기(1)의 정지 상태가 적합하다. Based on the above-described bar, the icing phenomenon mainly occurs in the leading edge portion 130 of the blade 100, the stationary state of the wind power generator 1 is suitable for performing the deicing operation.

즉, 발전 상태에서 디아이싱 작업을 수행하게 되면 풍력 발전기(1)의 파손의 위험이 있기 때문에 풍력 발전기(1)가 정지한 상태에서 디아이싱 작업을 수행하는 것이 유리하다.That is, when the deicing operation is performed in the power generation state, it is advantageous to perform the deicing operation in the state in which the wind generator 1 is stopped because there is a risk of damage of the wind generator 1.

그러나 일반적으로 풍력 발전기(1)가 정지한 상태에서는 리딩 엣지부(130)가 타워(5) 쪽을 향하고 있지 않기 때문에 작업자가 직접 블레이드(100)에 진입하여 작업하거나, 소정의 디아이싱 장치를 풍력 발전기(1)의 앞쪽에 설치해야 하는 불편함이 있다.However, in general, since the leading edge portion 130 does not face the tower 5 in the state where the wind generator 1 is stopped, the worker directly enters the blade 100 and works, or moves a predetermined deicing device to the wind power. There is an inconvenience to be installed in front of the generator (1).

이러한 점을 극복하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 디아이싱 장치(400, 도 5에 도시)를 제안하고, 위에서 상술한 풍력 발전기(1)의 블레이드(100) 상태를 기초로 본 발명의 실시예에 따른 디아이싱 장치(400)를 포함하는 풍력 발전기(1)에 대해 도 5 내지 도 8을 기초로 이하 상술한다.In order to overcome this point, a deicing apparatus 400 (shown in FIG. 5) according to an embodiment of the present invention is proposed and based on the state of the blade 100 of the wind generator 1 described above. The wind generator 1 including the deicing apparatus 400 according to the embodiment will be described below with reference to FIGS. 5 to 8.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 제어가 가능한 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기를 도시한 개략도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기를 도시한 개략도이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전 제어가 가능하고 타워와 연결된 지지부에 의해 지지되는 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기를 도시한 개략도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기의 구성을 도시한 블록도이다.5 is a schematic view of a wind generator including a deicing apparatus capable of controlling rotation according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view illustrating a wind generator including a deicing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a wind generator including a deicing apparatus capable of rotation control and supported by a support connected to a tower, according to another embodiment of the present invention, and FIG. It is a block diagram which shows the structure of the wind power generator which concerns on an embodiment.

먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기에 대해 도 5, 6 및 도 8을 통해 설명한다.First, a wind generator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5, 6, and 8.

본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기(1)는 모터(200), 브레이크(300), 디아이싱 장치(400)와 제어부(500)를 포함한다.Wind generator 1 according to an embodiment of the present invention includes a motor 200, a brake 300, the deicing device 400 and the control unit 500.

모터(200)는 블레이드(100) 및 블레이드(100)의 날개부를 회전시킨다. 즉, 디아이싱 작업을 수행하기 위한 사전 과정으로, 하나 이상의 블레이드(100a, 100b, 100c) 중 어느 하나의 블레이드(100)를 원하는 위치에 이동시킨다. 즉, 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 블레이드(100b)가 지평면 또는 수평면과 수직이 되는 위치에 이동하도록 블레이드(100)를 회전시킨다.The motor 200 rotates the blade 100 and the wing of the blade 100. That is, as a preliminary procedure for performing the deicing operation, the blade 100 of any one or more blades 100a, 100b, and 100c is moved to a desired position. That is, as shown in FIGS. 5 to 6, the blade 100 is rotated so that one blade 100b moves to a position perpendicular to the horizontal plane or the horizontal plane.

또한, 모터(200)는 블레이드(100)를 원하는 위치에 이동시킨 후 블레이드(100)의 날개부를 디아이싱 작업이 용이하도록 회전시킨다. 즉, 지평면 또는 수평면과 수직이 되는 위치에 이동된 블레이드(100b)의 리딩 엣지부(130b)가 타워(5) 쪽으로 향하도록 블레이드(100b)의 날개부를 회전시킨다. 이는 디아이싱 장치(400)를 통해 분사되는 디아이싱 유액이 분사되는 방향과 리딩 엣지부(130b)가 마주보도록 하여 디아이싱 작업이 용이하게 수행될 수 있도록 하기 위함이다. 일 예로 블레이드(100b)의 리딩 엣지부(130b)가 타워(5)와 마주보도록 블레이드(100b)의 날개부를 180도 회전시킬 수 있다.In addition, the motor 200 rotates the blade portion of the blade 100 to facilitate the deicing operation after moving the blade 100 to a desired position. That is, the blade portion of the blade 100b is rotated so that the leading edge portion 130b of the blade 100b moved to a position perpendicular to the horizontal plane or the horizontal plane faces the tower 5. This is to allow the deicing operation to be easily performed by allowing the leading edge portion 130b to face the direction in which the deicing fluid is injected through the deicing apparatus 400. For example, the wing portion of the blade 100b may be rotated 180 degrees so that the leading edge portion 130b of the blade 100b faces the tower 5.

또한, 모터(200)는 제어부(500)의 제어신호에 따라 그 작동여부가 결정된다.In addition, the operation of the motor 200 is determined according to the control signal of the controller 500.

브레이크(300)는 모터(200)에 의해 블레이드(100)가 원하는 위치에 이동한 후 더 이상 움직이지 않도록 블레이드(100)를 고정한다. 브레이크(300)는 블레이드(100)의 회전 축계에 제동력을 가하는 형태의 브레이크를 모두 포함할 수 있다.The brake 300 fixes the blade 100 so that the blade 100 no longer moves after the blade 100 moves to a desired position by the motor 200. The brake 300 may include all of the brakes that apply a braking force to the rotating shaft of the blade 100.

또한, 브레이크(300)는 제어부(500)의 제어신호에 따라 그 작동여부가 결정된다.In addition, whether the brake 300 is operated according to the control signal of the controller 500 is determined.

디아이싱 장치(400)는 나셀(3) 하부에 설치된다. The deicing device 400 is installed under the nacelle 3.

또한, 디아이싱 장치(400)가 나셀(3) 하부에 설치됨으로써, 하나의 디아이싱 장치(400)로 하나 이상의 블레이드(100a, 100b, 100c) 각각에 디아이싱 작업을 수행할 수 있다.In addition, since the deicing apparatus 400 is installed under the nacelle 3, the deicing apparatus 400 may perform the deicing operation on each of the one or more blades 100a, 100b, and 100c with one deicing apparatus 400.

또한, 디아이싱 장치(400)가 디아이싱 작업을 수행할 때 작업 대상 블레이드(도 5, 6에서 블레이드 100b)의 뒤 쪽에 위치하게 되어 바람의 영향을 최대한 적게 받으면서 디아이싱 작업을 수행할 수 있다.In addition, when the deicing apparatus 400 performs the deicing operation, the deicing apparatus 400 may be positioned behind the work target blade (the blade 100b in FIGS. 5 and 6) to perform the deicing operation while receiving the least influence of the wind.

또한, 디아이싱 장치(400)는 분사 노즐(410)과 본체(430)를 포함한다. 분사 노즐(410)은 디아이싱 유액을 직접 외부로 분사하는 부분이다. 외부로 분사된 디아이싱 유액은 아이싱 현상이 발생한 블레이드(100b)의 리딩 엣지부(130b)에 닿아서 디아이싱 작용을 한다.In addition, the deicing apparatus 400 includes an injection nozzle 410 and a main body 430. The spray nozzle 410 is a portion for directly spraying the deicing fluid to the outside. The deicing fluid injected to the outside touches the leading edge portion 130b of the blade 100b in which the icing phenomenon occurs to deicing.

도 6에서 보듯이, 분사 노즐(410)은 블레이드(100b)의 리딩 엣지부(130b)면에 수직 방향으로 디아이싱 유액을 분사한다. 즉, 분사 노즐(410)은 수평면 또는 지평면에 수평 방향으로 디아이싱 유액을 분사한다.As shown in FIG. 6, the spray nozzle 410 sprays the deicing fluid in a direction perpendicular to the surface of the leading edge portion 130b of the blade 100b. That is, the spray nozzle 410 sprays the deicing fluid in the horizontal direction on the horizontal plane or the horizontal plane.

또한, 디아이싱 장치(400)는 분사 노즐(410)이 고정된 블레이드(100b)의 길이 방향을 따라 이동하도록 분사 노즐(410)을 지지하는 이동축(420)을 포함한다. 이동축(420)은 본체(430)에 고정되며 블레이드(100b)의 리딩 엣지부(130b)면과 평행하게 설치된다. 또한, 이동축(420)은 본체(430)에 축소되어 구비되어 있다가 제어부(500)의 제어신호에 따라 블레이드(100b)의 리딩 엣지부(130b)면에 평행하게 연장되는 형태로 설치될 수 있다.In addition, the deicing apparatus 400 includes a moving shaft 420 supporting the spray nozzle 410 such that the spray nozzle 410 moves along the longitudinal direction of the fixed blade 100b. The moving shaft 420 is fixed to the main body 430 and is installed in parallel with the surface of the leading edge portion 130b of the blade 100b. In addition, the moving shaft 420 is reduced in the main body 430 is provided in a form extending in parallel to the leading edge portion 130b surface of the blade 100b according to the control signal of the control unit 500. have.

또한, 분사 노즐(410)은 제어부(500)의 제어신호에 따라 블레이드(100b)의 리딩 엣지부(130b)면에 평행하게 설치된 이동축(420)을 따라 이동하면서 리딩 엣지부(130b) 전체에 디아이싱 유액을 분사한다. 즉, 분사 노즐(410)은 리딩 엣지부(130b)의 시작 지점(루트부(170b))에서부터 팁부(190b)까지 디아이싱 유액을 고르게 분사한다.In addition, the injection nozzle 410 moves along the moving shaft 420 installed in parallel with the leading edge portion 130b of the blade 100b according to the control signal of the controller 500 and is applied to the entire leading edge portion 130b. Spray the deicing fluid. That is, the spray nozzle 410 evenly sprays the deicing fluid from the starting point (root portion 170b) of the leading edge portion 130b to the tip portion 190b.

또한, 분사 노즐(410)이 이동축(420)을 따라 이동하는 방식은 다양한 경우를 포함할 수 있는데, 일 예로 이동축(420)이 레일을 포함하고 이 레일을 분사 노즐(410)이 타고 이동하는 방식이 있다. 이 외에도 랙-피니언 기어결합 또는 유압실린더 결합 등 다양한 방식으로 분사 노즐(410)은 이동축(420)에 결합될 수 있다.In addition, the manner in which the injection nozzle 410 moves along the moving shaft 420 may include various cases. For example, the moving shaft 420 includes a rail, and the injection nozzle 410 moves on the rail. There is a way. In addition, the spray nozzle 410 may be coupled to the moving shaft 420 in various ways such as rack-pinion gear coupling or hydraulic cylinder coupling.

또한, 본체(430)는 디아이싱 장치(400)를 지지하고, 나셀(3)과 직접 결합하는 부분이다. 본체(430)는 제어부(500)와 직접 연결되어 제어부(500)에서 인가되는 제어신호를 수신하여 분사 노즐(410)에서 디아이싱 유액이 분사하도록 한다. 즉, 제어부(500)에서 인가되는 제어신호에 따라 분사 노즐(410)이 리딩 엣지부(130b)에 디아이싱 유액을 분사하도록 한다.In addition, the main body 430 supports the deicing apparatus 400 and is directly coupled to the nacelle 3. The main body 430 is directly connected to the control unit 500 to receive a control signal applied from the control unit 500 so that the deicing fluid may be injected from the injection nozzle 410. That is, the spray nozzle 410 injects the deicing fluid into the leading edge portion 130b according to a control signal applied from the controller 500.

또한, 본체(430)는 디아이싱 유액이 흐르는 경로인 유로부(450)와 연결되고, 유로부(450)는 디아이싱 유액이 저장되는 저장부(470)에 연결된다. In addition, the main body 430 is connected to the flow path portion 450 which is a path through which the deicing fluid flows, and the flow path portion 450 is connected to the storage part 470 in which the deicing fluid is stored.

본체(430)는 제어부(500)의 제어신호에 따라 저장부(470)에 저장된 디아이싱 유액이 유로부(450)를 거쳐 분사 노즐(410)에서 분사되도록 한다. 즉, 디아이싱 장치(400)는 제어부(500)의 제어신호에 따라 그 작동여부가 결정된다.The main body 430 causes the deicing fluid stored in the storage unit 470 to be sprayed from the injection nozzle 410 via the flow path unit 450 according to a control signal of the controller 500. That is, the deicing apparatus 400 determines whether the de-icing apparatus 400 is operated according to the control signal of the controller 500.

또한, 본체(430)는 디아이싱 장치(400)의 구성에서 나셀(3) 하부와 직접 접촉하여 고정되는 부분이다. 이러한 본체(430)는 다양한 방식으로 나셀(3)의 하부에 고정될 수 있는데, 일 예로 볼팅을 통해 나셀(3) 하부에 고정될 수 있다.In addition, the main body 430 is a part fixed in direct contact with the lower portion of the nacelle 3 in the deicing apparatus 400. The main body 430 may be fixed to the lower portion of the nacelle 3 in various ways, for example, may be fixed to the lower portion of the nacelle 3 through bolting.

볼팅을 통해 고정시키는 과정은 나셀(3) 하부와 본체(430) 사이에 결합판(401)을 삽입한 후 나셀(3)과 본체(430)가 결합되도록 볼팅을 수행한다.The process of fixing through bolting inserts the coupling plate 401 between the nacelle 3 lower portion and the main body 430 and performs bolting so that the nacelle 3 and the main body 430 are coupled to each other.

볼팅을 통해 고정시키는 경우에는 추후 유지/보수가 필요할 때 용이하게 탈착이 가능하다는 장점이 있다. In the case of fixing through bolting, there is an advantage that it can be easily removed when maintenance / repair is needed later.

기타 접착 등의 방식으로도 본체(430)를 나셀(3) 하부에 고정시킬 수 있다.The main body 430 may also be fixed to the lower portion of the nacelle 3 by other adhesive methods.

또한, 유로부(450)와 저장부(470)는 도 6에 도시된 바와 같이 나셀(3) 내부에 설치된다. 도 6에 도시된 바와 같이 유로부(450)가 나셀(3) 내부에서 시작하여 디아이싱 장치(400)의 본체(430)에 연결되려면 본체(430)와 연결되는 나셀(3)의 영역에 구멍을 형성하여 유로부(450)가 본체(430) 내부에 연결되어야 한다.In addition, the flow path part 450 and the storage part 470 are installed in the nacelle 3 as shown in FIG. 6. As shown in FIG. 6, the flow path portion 450 starts in the nacelle 3 to be connected to the main body 430 of the deicing apparatus 400, and has a hole in the region of the nacelle 3 connected to the main body 430. Forming the flow path 450 should be connected to the inside of the body 430.

이러한 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기는 본체(430)와 접촉하는 나셀(3) 부분과 본체(430) 사이에 결합판(401)을 구비하고 있어서, 유로부(450) 주변의 수밀문제를 최소화할 수 있다. 즉, 유로부(450)의 통과를 위해 나셀(3) 및 본체(430)에 형성된 구멍이 결합판(401)에 의해 덮임으로써 수밀문제를 최소화할 수 있다. 또한, 본체(430), 나셀(3) 및 결합판(401)에 형성된 구멍과 그 구멍을 통과하는 유로부(450) 사이에는 어느 정도 간극이 발생할 수 있는데, 이를 방지하기 위하여 유로부(450)에는 링 형태의 고무부재 등이 설치될 수도 있다. 이 외에에도 다양한 방식을 통하여 나셀(3) 및 본체(430)에 형성되어 유로부(450)의 통과를 위해 형성된 구멍을 덮고, 유로부(450) 주변의 간극을 방지할 수 있다.In this case, the wind generator according to the embodiment of the present invention includes a coupling plate 401 between the portion of the nacelle 3 which contacts the main body 430 and the main body 430. Watertight problems can be minimized. In other words, the hole formed in the nacelle 3 and the main body 430 is covered by the coupling plate 401 to allow passage of the flow path part 450 to minimize the watertight problem. In addition, a gap may occur to some extent between the hole formed in the main body 430, the nacelle 3, and the coupling plate 401 and the flow path portion 450 passing through the hole. The rubber member or the like in the form of a ring may be installed. In addition to this, it is formed in the nacelle 3 and the main body 430 through various methods to cover a hole formed for the passage of the flow path part 450, and to prevent a gap around the flow path part 450.

다만, 유로부(450)와 저장부(470)는 풍력 발전기(1) 외부 환경에 따라 다른 곳(풍력 발전기 내부 또는 외부)에 설치될 수 있다.However, the flow path unit 450 and the storage unit 470 may be installed in another place (inside or outside the wind power generator) according to the external environment of the wind generator (1).

일 예로 나셀(3)의 견고성이 낮을 경우, 그 안정성을 고려해야 하므로 저장부(470)는 풍력 발전기(1)의 외부에 설치될 수 있다. 즉, 저장부(470)는 지면 또는 풍력 발전기(1)의 타워(5) 내부 등에 설치될 수 있다.As an example, when the tightness of the nacelle 3 is low, the stability thereof should be taken into consideration so that the storage unit 470 may be installed outside the wind generator 1. That is, the storage unit 470 may be installed on the ground or inside the tower 5 of the wind generator 1.

또한, 디아이싱 장치(400)에서 분사되는 디아이싱 유액은 염분수, 해수, 증류수, 물, 또는 부동액 등을 포함한다. 즉, 아이싱 현상으로 블레이드(100)의 리딩 엣지부(130)에 형성된 얼음 또는 눈을 디아이싱할 수 있는 물질은 모두 포함될 수 있다.In addition, the deicing fluid injected from the deicing apparatus 400 may include salt water, seawater, distilled water, water, or an antifreeze. That is, any material capable of deicing ice or snow formed in the leading edge portion 130 of the blade 100 by icing may be included.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기(1)는 블레이드(100)의 아이싱을 검출하는 아이싱 검출부(600)를 더 포함한다.As shown in FIG. 8, the wind generator 1 according to the exemplary embodiment of the present invention further includes an icing detector 600 that detects the icing of the blade 100.

또한, 아이싱 검출부(600)는 다양한 형태로 블레이드(100)의 아이싱을 검출할 수 있다. 즉, 블레이드(100)에 아이싱이 발생하는 환경인지 여부를 판단하여 아이싱을 검출하거나 블레이드(100)에 아이싱 형상이 있는지 여부를 판단하여 아이싱을 검출할 수 있다.In addition, the icing detector 600 may detect the icing of the blade 100 in various forms. That is, the icing may be detected by determining whether the blade 100 is in an environment where icing occurs, or by determining whether the blade 100 has an icing shape.

일 예로, 블레이드(100)를 촬영하여 블레이드(100)의 아이싱을 검출할 수 있다. 이때 아이싱 검출부(600)는 카메라 등의 촬영 장치를 포함하여 실시될 수 있다.For example, the blade 100 may be photographed to detect the icing of the blade 100. In this case, the icing detection unit 600 may be implemented by including a photographing apparatus such as a camera.

또한, 아이싱 검출부(600)는 블레이드(100)의 하중을 모니터링하여 하나 이상의 블레이드(100)의 하중 불균형 발생 여부로 블레이드(100)의 아이싱을 검출한다. 여기서 블레이드(100)의 하중 모니터링 방법으로는, 블레이드(100)의 루트부(170)에 스트레인게이지 또는 광섬유 센서 등을 설치하여 블레이드(100)의 하중 변화를 모니터링하는 방법이 있다.In addition, the icing detection unit 600 monitors the load of the blade 100 and detects the icing of the blade 100 by whether load imbalance of one or more blades 100 occurs. Here, as a load monitoring method of the blade 100, there is a method of monitoring the load change of the blade 100 by installing a strain gauge or an optical fiber sensor in the root portion 170 of the blade 100.

또한, 풍력 발전기(1)는 아이싱 검출부(600)의 일 예인 온도센서(630)를 더 포함할 수 있다. In addition, the wind generator 1 may further include a temperature sensor 630 as an example of the icing detector 600.

즉, 위에서 상술한 디아이싱 작업이 풍력 발전기(1)의 외부 온도와 관계 없이 주기적으로 수행될 수 있으나, 보다 효율적인 디아이싱 작업을 수행하기 위해서 풍력 발전기(1)의 외부 온도를 온도센서(630)로 측정하여 디아이싱 작업이 필요한 온도가 되었을 때에만 디아이싱 장치(400)를 작동시킬 수 있다.That is, the deicing operation described above may be performed periodically regardless of the outside temperature of the wind generator 1, but in order to perform the more efficient deicing operation, the outside temperature of the wind generator 1 may be changed by the temperature sensor 630. The deicing apparatus 400 may be operated only when the temperature required for the deicing operation has been measured.

여기서, 온도센서(630)는 온도를 측정할 수 있는 모든 형태의 센서를 포함한다. 또한, 온도센서(630)는 풍력 발전기(1) 외부 온도를 주기적으로 또는 실시간으로 측정할 수 있다.Here, the temperature sensor 630 includes all types of sensors capable of measuring the temperature. In addition, the temperature sensor 630 may measure the temperature outside the wind generator 1 periodically or in real time.

또한, 온도센서(630)에서 측정된 풍력 발전기(1) 외부 온도는 제어부(500)로 전송된다.In addition, the temperature outside the wind generator 1 measured by the temperature sensor 630 is transmitted to the controller 500.

제어부(500)는 위에서 살펴본 모터(200), 브레이크(300), 디아이싱 장치(400)의 작동 여부를 직접 제어한다. 즉, 블레이드(100) 또는 블레이드의 날개부의 회전이 필요한 경우에는 모터(200)를, 회전 중인 블레이드(100)를 고정시키는 경우에는 브레이크(300)를, 디아이싱 작업을 수행할 경우에는 디아이싱 장치(400)를 제어한다. 구체적으로 디아이싱 장치(400)의 제어에 있어서는, 디아이싱 장치(400)에 포함되는 분사 노즐(410)과 이동축(420)의 이동 여부를 제어한다.The controller 500 directly controls whether the motor 200, the brake 300, and the deicing apparatus 400 described above are operated. That is, the blade 100 or the blade portion of the blade is required to rotate the motor 200, the rotating blade 100 is fixed to the brake 300, the deicing device to perform the deicing operation Control 400. Specifically, in the control of the deicing apparatus 400, the injection nozzle 410 and the moving shaft 420 included in the deicing apparatus 400 are controlled.

또한, 제어부(500)는 아이싱 검출부(600)의 일 예인 온도센서(630)에서 측정된 풍력 발전기(1)의 외부 온도가 기설정된 온도 이하이면 디아이싱 작업의 필요성이 있다고 판단하고, 블레이드(100) 또는 블레이드의 날개부의 회전을 위해 모터(200)를 제어하고, 회전 중인 블레이드(100)를 고정시키기 위해 브레이크(300)를 제어하고, 디아이싱 작업을 수행하기 위해 디아이싱 장치(400)를 제어한다.In addition, the controller 500 determines that there is a need for deicing when the external temperature of the wind generator 1 measured by the temperature sensor 630, which is an example of the icing detector 600, is lower than or equal to a preset temperature, and the blade 100 is used. Or control the motor 200 to rotate the blades of the blade, control the brake 300 to fix the blade 100 in rotation, and control the deicing device 400 to perform the deicing operation. do.

다음으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력 발전기에 대해 도 5을 통해 설명한다.Next, a wind generator according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.

본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력 발전기(1)는 도 6에 도시된 풍력 발전기(1)와 달리 디아이싱 장치(400)의 분사 노즐(410)이 회전 가능하고 분사압이 조절될 수 있게 실시된다. 이러한 특징을 통해 보다 효율적이고 집중적으로 고정된 블레이드(100b)에 대해 디아이싱 작업을 수행할 수 있다.Unlike the wind generator 1 shown in FIG. 6, the wind generator 1 according to another embodiment of the present invention is implemented such that the injection nozzle 410 of the deicing apparatus 400 is rotatable and the injection pressure can be adjusted. do. Through this feature, the deicing operation may be performed on the blade 100b that is more efficiently and intensively fixed.

또한, 회전 가능하고 분사압 조절이 가능한 분사 노즐(410)은 외부 환경(외부 온도나 바람의 세기)에 따라 제어부(500)의 제어를 받아 동작한다. 예를 들어 풍력 발전기(1) 외부의 바람의 세기가 매우 강한 경우에는 디아이싱 장치(400)의 분사 노즐(410)의 분사압은 일반적일 때와 달리 높아야 하므로, 제어부(500)는 분사 노즐(410)의 분사압을 상승시킨다. 다만, 이러한 제어가 수행될 때는 풍력 발전기(1)의 외부 환경을 감지할 수 있는 여러 가지 센서(온도 센서나 풍력 센서 등)들이 구비되어야 함은 물론이다.In addition, the spray nozzle 410, which is rotatable and adjustable in injection pressure, operates under the control of the controller 500 according to an external environment (external temperature or wind strength). For example, when the strength of the wind outside the wind generator 1 is very strong, the injection pressure of the injection nozzle 410 of the deicing apparatus 400 should be high, unlike a general case, so that the control unit 500 may use the injection nozzle ( Increase the injection pressure of 410. However, when such control is performed, various sensors (temperature sensor or wind sensor, etc.) capable of sensing the external environment of the wind generator 1 should be provided.

마지막으로 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 풍력 발전기(1)에 대해 도 7을 기초로 설명한다.Finally, a wind generator 1 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 풍력 발전기(1)는 앞에서 설명한 실시예들과 달리 디아이싱 장치(400)에 포함되는 이동축(420)을 고정하는 지지부(425)를 더 포함한다. 여기서 지지부(425)는 분사 노즐(410)이 이동하는 이동축(420)을 견고하게 고정하기 위해 설치된다. 이는 풍력 발전기(1) 외부에 부는 바람의 영향을 최소화하기 위함이다.Wind generator 1 according to another embodiment of the present invention, unlike the embodiments described above further includes a support 425 for fixing the moving shaft 420 included in the deicing device 400. The support 425 is installed to firmly fix the moving shaft 420 to which the injection nozzle 410 moves. This is to minimize the influence of the wind blowing outside the wind generator (1).

지지부(425)는 하나 이상 구비될 수 있는데, 도 7에 도시된 바와 같이 두 개의 지지부(425a, 425b)가 타워(5)에 연결되어 이동축(420)을 고정시킬 수 있다.One or more supports 425 may be provided. As shown in FIG. 7, two supports 425a and 425b may be connected to the tower 5 to fix the moving shaft 420.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 풍력 발전기(1)도 위에서 살펴본 실시예들과 마찬가지로 분사 노즐(410)의 분사 회전각과 분사압 조절이 가능한 형태로 실시될 수 있다.In addition, the wind power generator 1 according to another embodiment of the present invention may be implemented in the form that the injection rotation angle and the injection pressure of the injection nozzle 410 can be adjusted similarly to the embodiments described above.

본 발명의 일 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기 제어방법에 대해 도 9를 기초로 설명한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기 제어방법을 도시한 순서도이다.A wind generator control method including a deicing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9. 9 is a flowchart illustrating a wind generator control method including a deicing apparatus according to an embodiment of the present invention.

먼저 풍력 발전기(1)가 풍력 발전을 계속 수행하는 중에(단계 800). 풍력 발전기(1)에 설치된 아이싱 검출부(600)를 통해 풍력 발전기(1) 블레이드(100)의 아이싱 여부를 검출한다(단계 810). First, while the wind generator 1 continues to generate wind power (step 800). The icing detection unit 600 installed in the wind generator 1 detects the icing of the blade 100 of the wind generator 1 (step 810).

다음으로 위의 검출 결과를 통해 블레이드(100)에 아이싱 현상이 있는지 여부를 판단한다(단계 820). Next, it is determined whether there is an icing phenomenon in the blade 100 based on the above detection result (step 820).

만약 블레이드(100)에 아이싱 현상이 없는 경우로 판단되면 계속 풍력 발전을 수행한다(단계 800으로 복귀). If it is determined that there is no icing phenomenon in the blade 100, wind power generation is continued (return to step 800).

만약 블레이드(100)에 아이싱 현상이 있는 경우로 판단되면, 블레이드(100)에 발생한 아이싱 현상을 해결할 필요성이 있는 경우이므로, 하나 이상의 블레이드(100a, 100b, 100c) 중의 어느 하나의 블레이드(도 5 내지 도 7에서 도시된 바를 참조하면 100b)가 풍력 발전기(1)의 타워(5)의 높이 방향과 평행한 위치에 오도록 모터(200)를 제어하여 회전시킨다. 또한, 블레이드(100b)가 원하는 위치에 도달하면 이를 브레이크(300)를 통해 고정시킨다(단계 830).If it is determined that there is an icing phenomenon in the blade 100, since it is necessary to solve the icing phenomenon occurring in the blade 100, any one of the blades 100a, 100b, and 100c (FIGS. 5 to 5). Referring to FIG. 7, 100b is rotated by controlling the motor 200 to be in a position parallel to the height direction of the tower 5 of the wind generator 1. In addition, when the blade 100b reaches the desired position, the blade 100b is fixed through the brake 300 (step 830).

다음으로, 이렇게 고정된 블레이드(100b)의 리딩 엣지부(130b)가 타워(5)와 마주보도록 블레이드(100b)의 날개부를 180도 회전시킨다(단계 840).Next, the blade edge of the blade 100b is rotated 180 degrees so that the leading edge portion 130b of the blade 100b thus fixed faces the tower 5 (step 840).

이렇게 회전하여 타워(5)와 마주보게 된 블레이드(100b)의 리딩 엣지부(130b)에 대해 나셀(3) 하부에 설치된 디아이싱 장치(400)가 디아이싱 유액을 분사한다. 즉, 디아이싱 장치(400)에 포함되는 분사 노즐(410)을 고정된 블레이드(100b)의 길이 방향으로 이동시키면서 고정된 블레이드(100b)의 리딩 엣지부(130b) 전체에 디아이싱 유액을 분사한다(단계 850). Thus, the deicing apparatus 400 installed below the nacelle 3 with respect to the leading edge portion 130b of the blade 100b facing the tower 5 sprays the deicing fluid. That is, the deicing fluid is sprayed on the entire leading edge portion 130b of the fixed blade 100b while moving the injection nozzle 410 included in the deicing apparatus 400 in the longitudinal direction of the fixed blade 100b. (Step 850).

분사 노즐(410)을 이동시키는 방법은 다양한 형태로 실시될 수 있는데, 일 예로 위에서 살펴본 이동축(420)을 이용하여 분사 노즐(410)을 이동시킬 수 있다. 또한, 분사 노즐(410)의 이동 중에 분사 노즐(410)의 분사 회전각과 분사압을 조절하여 보다 효율적인 디아이싱 작업을 수행할 수 있다.The injection nozzle 410 may be moved in various ways. For example, the injection nozzle 410 may be moved using the moving shaft 420 described above. In addition, a more efficient deicing operation may be performed by adjusting the injection rotation angle and the injection pressure of the injection nozzle 410 during the movement of the injection nozzle 410.

마지막으로 다른 블레이드(100a, 100c)에 대해서도 위와 동일한 과정을 수행한다(단계 860). 이러한 일련의 과정은 블레이드(100) 상에 아이싱된 얼음이나 눈 등이 제거될 때까지 주기적으로 또는 여러 번 실시될 수 있다.Finally, the same process as above is performed for the other blades 100a and 100c (step 860). This series of processes may be performed periodically or several times until ice or snow icing on the blade 100 is removed.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기 제어방법에 대해 도 10을 기초로 설명한다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기 제어방법을 도시한 순서도이다.A wind generator control method including a deicing device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10. 10 is a flowchart illustrating a wind generator control method including a deicing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 10에서 보듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기(1) 제어방법의 단계 900 내지 940은, 도 9를 통해 살펴본 본 발명의 일 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기(1) 제어방법의 단계 800 내지 840과 상응한다.As shown in FIG. 10, steps 900 to 940 of the method for controlling the wind power generator 1 including the deicing device according to another embodiment of the present invention are the deicing device according to the embodiment of the present invention described with reference to FIG. 9. Corresponds to steps 800 to 840 of the wind generator (1) control method comprising a.

단계 940을 거쳐 타워(5)와 마주보게 된 블레이드(100b)의 리딩 엣지부(130b)에 대해 나셀(3) 하부에 설치된 디아이싱 장치(400)가 디아이싱 유액을 분사한다. 즉, 디아이싱 장치(400)가 고정된 블레이드(100b)의 리딩 엣지부(130b) 전체에 디아이싱 유액을 분사하도록 고정된 블레이드(100b)의 루트부(170b)에서 팁부(190b)로 갈수록 회전 가능한 디아이싱 장치(400)의 분사압을 증가시킨다(단계 950). The deicing apparatus 400 installed below the nacelle 3 sprays the deicing fluid on the leading edge portion 130b of the blade 100b facing the tower 5 through step 940. That is, the deicing apparatus 400 rotates from the root portion 170b of the fixed blade 100b to the tip portion 190b so as to spray the deicing fluid all over the leading edge portion 130b of the fixed blade 100b. If possible, increase the injection pressure of the deicing apparatus 400 (step 950).

그리고, 다른 블레이드(100a, 100c)에 대해서도 위와 동일한 과정을 수행한다(단계 960). 이러한 일련의 과정도 도 9의 실시예와 마찬가지로 블레이드(100) 상에 아이싱된 얼음이나 눈 등이 제거될 때까지 주기적으로 또는 여러 번 실시될 수 있다.Then, the same process as above is performed for the other blades 100a and 100c (step 960). Like the embodiment of FIG. 9, this series of processes may be performed periodically or several times until ice or snow icing on the blade 100 is removed.

1 : 풍력 발전기 3 : 나셀
5 : 타워 7 : 허브
9 : 얼음 100 : 블레이드
130 : 리딩 엣지부 150 : 트레일링 엣지부
170 : 루트부 200 : 모터
300 : 브레이크 400 : 디아이싱 장치
401 : 결합판 410 : 분사 노즐
420 : 이동축 425 : 지지부
430 : 본체 450 : 유로부
470 : 저장부 500 : 제어부
600 : 아이싱 검출부 630 : 온도센서1: wind generator 3: nacelle
5: Tower 7: Hub
9: ice 100: blade
130: leading edge portion 150: trailing edge portion
170: root portion 200: motor
300: brake 400: deicing device
401: bonding plate 410: spray nozzle
420: moving shaft 425: support
430: main body 450: flow path
470: storage unit 500: control unit
600: icing detection unit 630: temperature sensor

Claims

In a wind generator having a nacelle, a tower, a rotor and at least one blade for providing a rotational force generated by the wind to the rotor,
A motor for rotating the blades and blades of the blades;
A brake for fixing the rotating shaft system of the blade;
A deicing device installed below the nacelle and including a spray nozzle moving along a length of the fixed blade to inject a deicing fluid into the entire leading edge of the blade wing;
Controlling the motor and the brake so that one of the blades is fixed in parallel to the height direction of the tower, controlling the motor so that the leading edge portion of the fixed blade faces the tower, and spraying the deicing device And a control unit configured to control the nozzle to move along the longitudinal direction of the fixed blade so that the deicing fluid is injected to the entire leading edge of the fixed blade.

The method of claim 1,
The deicing apparatus further includes a moving shaft for supporting the spray nozzle to move the spray nozzle along a longitudinal direction of the fixed blade,
The control unit is a wind generator for controlling the spray nozzle to move the deicing fluid to the entire leading edge of the fixed blade while moving along the moving axis.

The method of claim 2,
The spray nozzle is rotatable,
The control unit is a wind generator for controlling the injection rotation angle and the injection pressure of the injection nozzle so that the deicing fluid is injected to the entire leading edge of the fixed blade.

The method of claim 3,
And at least one support connecting the tower and the moving shaft to fix the moving shaft of the deicing device.

5. The method of claim 4,
The deicing fluid sprayed by the deicing device comprises a salt solution, seawater, distilled water, water or an antifreeze.

The method of claim 2,
And an icing detector configured to detect the icing of the blade, wherein the controller controls the deicing device to operate when it is determined that the icing detector detects the icing of the blade.

The method according to claim 6,
The icing detector detects the icing by photographing the blade.

The method according to claim 6,
The icing detector detects the icing by measuring a load change of the blade.

The method according to claim 6,
The icing detector detects the icing by measuring the external temperature of the wind generator in real time.

The method of claim 1,
The deicing device includes a body coupled to the nacelle,
The main body is coupled to the nacelle with a coupling plate between the nacelle and the wind generator.

The method of claim 1,
And a storage unit for storing the deicing fluid to supply the deicing fluid to the deicing device; and a flow path part for moving the deicing fluid from the storage to the deicing device. generator.

The method according to claim 6,
The icing detection unit wind generator comprising a temperature sensor.

In the wind generator control method according to any one of claims 1 to 12,
Detecting whether the at least one blade is icing;
Rotating and fixing the blades so that one of the blades is in a position parallel to the height direction of the tower when icing is detected on the one or more blades;
Rotating the wing of the blade such that the leading edge of the fixed blade faces the tower;
The wind generator control method for spraying the deicing fluid to the entire leading edge of the fixed blade while moving the injection nozzle included in the deicing device installed in the nacelle in the longitudinal direction of the fixed blade.

The method of claim 13,
And controlling the spray rotation angle and the spray pressure of the spray nozzle during the movement of the spray nozzle.

15. The method of claim 14,
And increasing the spray pressure of the spray nozzle from the root portion of the fixed blade to the tip portion.

The method of claim 13,
After the deicing fluid is sprayed on the entire leading edge of the fixed blade through the deicing device installed under the nacelle, the deicing fluid is also sprayed on the entire leading edge of the other blade among the one or more blades. Wind generator control method performed by repeating the process.