풍력 터빈 유지보수 비용 절감과 IGBT 성공률을 높이는 퀵 커넥트 카플링

풍력 터빈 유지보수 비용 절감과 IGBT 성공률을 높이는 퀵 커넥트 카플링

전력전자 컨버터는 풍력터빈의 핵심으로, MDPI기사에 따르면, 가장 고장이 잦은 부품 중 하나입니다. 주요 원인은 과열로, 적정온도를 유지 하지 못하면 작동정지나 생산로스, 유지비용 증가로 이어집니다. 퀵 카플링을 사용하면 효과적인 열 제어가 가능하기 때문에 과열로 인한 부작용을 줄일 수 있고, IGBT 수명이 늘어납니다.

전력전자의 빠른 발전은 더 효율적이고 최신화 된 열 제어 방식을 필요로 하게 됐습니다. 효과적으로 열을 조절 하지 못하면 시스템의 효율을 저하하거나 최악의 경우 시스템 고장을 발생시킵니다.

전력전자 컨버터의 가장 중요한 부품은 IGBT(절연 게이트 양극성 트랜지스터)와 같은 전자 트랜지스터입니다. 열이 대량으로 발생할 경우, 과열된 열을 식히기 위한 액체 냉각이 필요할 때가 있습니다.

다음은 전력전자 컨버터의 전자 트랜지스터를 통해 전기가 변환 될 때 발생하는 현상들입니다.

  1. 풍력 터빈의 제너레이터가 AC 전기 생성
  2. AC가 DC로 전환되면서 IGBT에 열 발생
  3. DC는 적절한 용량과 주파수를 가진 AC로 전환
  4. 전환된 AC는 그리드로 나오는 이 과정에서 그림과 같이, IGBT에 열 부하가 발생합니다. 열을 효과적으로 제거하지 못하면 IGBT는 과부화 될 우려가 있고 그렇게 되면 시스템 고장이 발생하게 되는 것입니다.

 

과열로 인한 IGBT 고장과 그 수리비용 절감

풍력 터빈의 전자전력 컨버터 온도를 효과적으로 조절하지 못하면 줄어든 제품 수명 혹은 최악의 경우 모듈이 타는 등 열 폭주 현상이 나타나고, 이로 인한 수리비용 발생할 수 있습니다. 실제로, 다운타임과 생산로스, 고장 난 IGBT의 유지보수비용은 최대 하루 100유로 까지 올라갈 수 있습니다. 게다가 해상풍력발전기에서 고장이 발생할 경우 헬리콥터나 크레인, 배 등을 이용해야 하기 때문에 더 많은 비용이 발생합니다. 이런 이유로, 열제어 시스템 구축 시 양질의 부품을 사용하는 것이 중요합니다.

사전충전 모듈 사용이 가능한 퀵 카플링

퀵 카플링을 이용한 스마트 설계는 신속한 유지보수 작업이 가능하기 때문에 생산로스를 최소화 할 수 있습니다. 미리 냉각수가 충전된 IGBT 모듈은 나셀 내부에 있는 비좁은 공간에서 냉각수를 뺐다 채웠다 할 필요 없이 바로 연결이 가능합니다. 고품질 논드립 카플링 사용시, 누유와 같은 위험도 없습니다. 기존에 장착된 IGBT 모듈을 분리 하고 새로운 모듈을 장착하기만 하면 끝입니다. 다 사용한 모듈을 챙겨 IGBT를 교체하고 내부에 냉각수를 채워주면 됩니다.

퀵 커넥트 카플링을 사용하면 조립과 설치 과정에서 소모되는 시간을 줄여 비싼 컨버터 생산 비용이 발생하는 일을 방지 할 수 있습니다. 퀵 커넥트 카플링은 플랜지 연결시 종종 어려움을 겪게되는 정교한 토오크값이 필요하지 않아 생산 비용 역시 줄일 수 있습니다.

진동에 강한 제품설계

풍력 터빈에 있어 또 다른 애로사항은 기계적 진동입니다. 스크류, 너트, 볼트 등이 풍력발전기 작동 중 느슨해지면 발생됩니다. 진동은 플랜지 연결을 느슨하게 만들어서 주변 쿨링 회로에 누유를 발생시킬 수 있습니다. 과열과 더불어, 유지보수 비용을 늘어나게 하는 또 다른 원인이 되는데, 고품질 퀵 커넥트 카플을 이용하면 이런 현상을 막을 수 있습니다.

CEJN 울트라플로우 시리즈는 회로의 일부를 분리할 때 유용합니다. 컨버터 시스템 일부분을 차단하고, 과거 볼 밸브와는 다르게 누유 방지가 보장됩니다.

CEJN 울트라플로우는 작업자가 시스템에서 200리터 이상이 아닌, 그저 일정양의 냉각액만 배출하면 됩니다. 이렇게 절약된 시간은 풍력터빈의 가동시간과 종합 비용 측면에서 높은 효율을 기대 할 수 있습니다.

 

Written by:

Kenneth Kjellberg
Division Manager Engineering


 

CEJN 울트라플로우(ultraFLOW)를 사용해야하는 5가지 이유

  • 누유방지 보장
  • 우수한 낮은 압력저하 성능
  • 성능과 누유에 대한 테스트를 거쳐 믿을 수 있는 품질
  • 엄격한 철도 표준 충격 및 진동 표준 EN 61373:2010 통과
  • 가벼운 하드 코팅된 고강도 알루미늄과 부식성 환경에 강한 스테인리스 스틸 두 가지 재질

 

CEJN 울트라플로우(ultraFLOW)와 열 제어 시스템에 대해 더 알아보기 >

퀵 커넥트 카플링: 
액체 냉각 솔루션의 핵심 부품

 

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