풍력발전소의 정비비용 모델

풍력발전소의 정비비용 모델

풍력발전이 정착될 때 풍력에너지의 경제성을 향상하기 위해 운전시간의 총 운용비용을 절감하기 위한 노력이 필요하며, 특히 해양풍력의 경제성은 풍력발전기의 신뢰성에 크게 영향을 받는다. 육상 풍력은 고장이 발생하면 이용률에 큰 영향을 미치지 않는다. 해상풍력은 저 고장 시에도 자주 발생하면 이용률이 많이 감소하고 접근성 어려움이 유지보수 비용을 많이 증가시켜 운영비용을 증가시킨다. 풍력 터빈은 용량 증가와 함께 kW당 운영 비용을 크게 줄일 것입니다.

그러나 운영훈련이 증가함에 따라 유지보수비용이 점차 증가하게 되었으며, 특히 5년간의 유지보수비용이 높은 불확실성 때문에 정확하게 예측하기 어렵다. 풍력발전기 유지관리에 큰 영향을 미치는 요인으로는 신뢰성, 용량, 2가지 유지관리 개념 및 시스템(접근방법, 중량 이동시설), 3개 토지까지의 거리, 해수면 4개 깊이, 바람과 파도 5개 조건, 풍력발전소 6개 조건 등이 있다. 유지보수 비용을 결정하는 주요 요인은 터빈 부품의 빈도와 유지보수, 유지보수 및 기상조건을 위한 장비의 이동시간, 전기 생산 및 유지보수 시간을 결정하는 분야이다. 모든 입력 변수가 불확실성을 가지고 있기 때문에 확률론적 계산 방법이 필요합니다.

최근에는 해양 풍력 발전소의 비용과 정지 시간을 결정하기 위해 ECA에 의해 모델이 개발되었습니다. 이 모델은 연평균 운영 유지 보수 비용 및 중지 시간에 대한 해석 모델에서 확률 계산을 수행합니다. 제조회사에서 제공하는 고장 분포 함수에 의해 설비의 고장을 확률적으로 계산하고, 해풍 설치 위치의 폭풍 발생으로 기후조건을 발생시킨다.

모델의 핵심은 각종 정비장비가 작동할 수 있는 굴착과 풍속을 통계적으로 처리해 고장이 발생한 풍력발전기 정비 대기시간의 분배 기능이다. 풍력발전소에서 발생하는 모든 고장의 파급효과가 같지 않다는 것을 알아야 한다. 발전기는 베어링 손상, 권선 연소 및 부하 불균형 등 다양한 원인 때문에 기능을 상실하고 고장 형태에 따라 많은 수의 유지 보수 방법을 사용합니다.

이러한 유지보수비용 산정의 요인을 고려하기 위하여 포터와 나 셀을 교체하기 위해 외부 크레인 1대를 사용하고 대형시설을 교체하기 위해 내부 크레인 2대를 사용하고, 소형 3대를 교체하고, 사후검사 개선 4가지로 구분하였다. 유지보수 유형별 사전 지정 유지보수 비용은 부품별 고장률이 4가지 유지보수 유형 이상으로 분산되며, 정체시간은 정체와 유지보수 시간 손실이 중요한 비용이다.

정지 시간은 유지 보수 장비 및 접근 방식의 선택에 크게 의존하며 파도와 풍속에 의해 제한됩니다. 정지시간을 결정하는 방법은 1개의 유지보수 기를 이용한 최대 굴착, 2개의 유지보수 장비를 이용한 최대풍속, 3개의 유지보수기간으로 구분하였다. 유지보수 시간은 유지보수방법에 따라 평균 시간을 계산하고 증감 또는 단축할 수 있는 임의 변수로 볼 수 있다. 이 확률 비용모델은 낙뢰로 손해를 입은 풍력단지의 피해를 판단하여 유지보수전략을 개발하는데 성공적으로 적용되었다.

 

2020/07/07 - [전기 발전 시스템] - 풍력발전의 정비법