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정재성 (전자부품연구원) 이종문 (스코트라) 원창섭 (LS산전)
저널정보
한국신뢰성학회 한국신뢰성학회 학술대회논문집 한국신뢰성학회 2018 춘계학술대회 논문집
발행연도
2018.5
수록면
60 - 60 (14page)

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신재생에너지 3020의 정책으로 인해 태양광 발전시스템의 중요성은 더욱 커지고 있다. 육상태양광 이외에 유휴 부지를 활용한 특수환경 태양광 발전시스템이 제안되고 설치되고 있다. 이 중 호수 및 인공호수, 저수지, 댐을 활용한 수상태양광은 기존 육상태양광을 벗어난 대표적인 특수환경 태양광발전 시스템이다. 구조체형 50kWp 수상태양광 발전시스템이 소양강 상류에 설치되었다. 금속구조체에 태양광모듈을 고정하고, PE부력체가 구조체와 모듈을 수면으로부터 부유하면서 전기를 생산하는 발전시스템이다. 수상태양광은 육상태양광보다 복잡한 환경스트레스를 받을 수 있음을 예상할 수 있다. 또한 고장 발생 시 유지보수가 어려워 비용 상승을 유발할 수 있다. 따라서 20년 이상의 운영을 요구하는 수상태양광 시스템의 구조적 안정성은 중요하다. 구조적 안정성 분석을 통해 취약부를 평가하고 수명 평가가 필요하다. 본 논문에서는 FMEA를 통해 수상태양광발전 시스템의 필드고장을 유발할 수 있는 스트레스인자를 분석하였다. 수면에서 구조체의 동적 변화는 결국 피로이고 이것은 핵심인자로 분석되었다. 피로에 의한 구조체의 기계적 변형은 전기를 생산하는 태양광모듈의 고장과 연관된다. 설치된 50kWp 수상태양광의 피로에 대한 수명이 시뮬레이션 되었다. 풍압 분석결과 50°와 160°가 가장 크게 해석되었고 설치 지형을 고려할 때 50°가 선정되었다. 풍속은 10m/s와 21m/s 두 경우에 피로내구수명에 대해 분석되었다.

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