재난 및 재해 상황에서 해상 풍력타워 거동 분석

국문 초록 (Abstract)

신/재생에너지에 대한 관심이 증가되어감에 따라 해상풍력발전에 대한 수요가 점차적으로 증가되고 있다. 이러한 추세에 따라 2011년 지식경제부는 총 13조원의 투자가 이루어지는 사업을 추진 중에 있다.
하지만, 현재 국내의 적용이 가능한 해상풍력발전타워의 설계기준이 없는 실정이며, 유럽 등 해외의 선진 설계기준에서도 재난 및 재해 상황에 대한 고려가 크게 이루어지지 않고 있다. 본 연구는 이러한 국내실정에 맞는 재난 및 재해 상황을 태풍과 선박충돌로 선정하고, 대상지역은 현재 계획 및 건설 중인 서남해안 해상풍력단지를, 대상구조물로는 운행 중인 제주 탐라해상풍력발전단지 내의 3MW급 해상풍력발전 타워를 선정하여 태풍 및 선박충돌 시 거동 분석을 수행하였다.
선박충돌의 경우 대상지역의 선박통행을 분석하여, 총 3종류의 선박으로 각각 4가지 속도로 정면, 측면 충돌을 수행하는 해석 케이스로 동적해석을 수행하였고, 태풍의 경우 현재까지 국내에 발생하였던 태풍의 최대 풍속을 이용하여 풍하중을 산정, 정적해석을 수행하였다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1. 연구 배경 및 필요성 1
• 1.1.1. 연구 배경 1
• 1.1.2. 연구 필요성 및 연구 범위 3
• 제 2 장 해상 재난재해 상황 선정 4
• 2.1. 자연재해 및 인공재해 4
• 2.1.1. 자연재해 4
• 2.1.2. 인공재해 6
• 2.2. 재난재해 상황 선정 8
• 제 3 장 대상 구조물 및 해석조건 선정 9
• 3.1. 대상 구조물 선정 9
• 3.1.1. 풍력타워의 종류 9
• 3.1.2. 대상 구조물 선정 11
• 3.2. 해석 대상 지역 선정 12
• 3.2.1. 대상 지역 환경 분석 12
• 3.2.2. 대상 선박 선정 12
• 3.2.3. 대상 지역 태풍 풍하중 산정 13
• 제 4 장 해석 및 거동분석 17
• 4.1. 해석 및 모델링 개요 17
• 4.2. 풍력 타워 모델링 19
• 4.3. 대상 선박 모델링 22
• 4.4. 선박 충돌 해석 25
• 4.4.1. 정면 충돌에 따른 거동 분석 27
• 4.4.2. 측면 충돌에 따른 거동 분석 37
• 4.5. 태풍에 의한 거동 분석 46
• 4.5.1. 응답면 기법 (Response Surface Method) 46
• 4.5.2. 태풍에 의한 거동 분석 및 신뢰성해석 47
• 제 5 장 결 론 51
• 참고문헌 53