풍력 터빈의 소음 측정과 저감 기술: Acoustic Camera를 활용한 분석(Wind Turbine, 음향카메라, Noise, Sound, 풍력발전, Beamforming, Delay-and-Sum Algorithm, Noise Reduction, Renewable Energy Acoustics)

 

목차

 

"관련제품 문의는 로고 클릭 또는 공지사항의 연락처를 통해 하실 수 있습니다."

 

 

 

 

Wind Turbine 소음 측정 및 개선

 

Ring Acoustic Camera 풍력 터빈 분석

 

풍력 터빈의 소음 문제는 재생에너지 설비의 보급 확대에 있어 중요한 과제 중 하나이다. 특히, 주거지 인근에 풍력 발전소를 설치하는 경우, 소음 규제 기준을 충족해야 하며, 이를 통해 주민 수용성을 높일 수 있다. 풍력 터빈의 소음은 주로 기계적 소음과 공기역학적 소음으로 구분된다. 기계적 소음은 발전기의 기어박스, 발전기 나셀(generator nacelle) 및 타워에서 발생하며, 공기역학적 소음은 주로 블레이드의 회전에 따라 발생한다.

 

 

소음 측정의 목적과 필요성

 

풍력 발전소 날개 소음 저감 대책

 

풍력 터빈의 소음을 정확히 측정하는 것은 두 가지 주요 목적이 있다. 첫째, 소음원(source)의 위치와 강도를 정밀하게 파악하여 개선 설계를 가능하게 한다. 둘째, 다양한 설계 변경(예: 블레이드 팁 설계 변경, 블레이드 서레이션 적용 등)의 효과를 정량적으로 비교하여, 규제 기준 이하의 소음 수준을 달성하는 것이다.

 

소음 측정 방법

 

최근 풍력 터빈 소음 분석에는 Acoustic Camera가 널리 활용된다. 이 장비는 다수의 마이크로폰 배열을 이용해 음향 빔포밍(Beamforming) 기술을 적용한다. Beamforming 기법 중 가장 기본적인 방식인 Delay-and-Sum 방식이 주로 사용되며, 이는 여러 마이크로폰에 수신된 음향 신호의 시간차를 보정하여 특정 지점의 음압을 공간적으로 맵핑하는 원리이다. 이 방법을 사용하면 풍력 터빈의 소음원이 시각적으로 표현되며, 이를 통해 어떤 부분에서 소음이 집중적으로 발생하는지 직관적으로 파악할 수 있다.

 

주요 소음원과 개선 방법

 

보완 방법에 대한 풍력발전 소음 저감

 

 

풍력 터빈에서 소음을 유발하는 주요 부위는 타워, 발전기 및 기어박스가 위치한 나셀, 그리고 블레이드이다. 특히 블레이드의 공기역학적 소음이 전체 소음의 상당 부분을 차지하는데, 이는 블레이드가 공기를 가르며 발생하는 압력 변동과 와류 때문이며, 특히 블레이드 끝단에서 강한 소음이 발생한다. 이를 줄이기 위해 **블레이드 끝단 설계 변경(Blade Tip Modification)**이나 서레이션(Serration, 톱니 모양의 후연 설계) 기술이 사용된다. 서레이션은 공기 흐름을 분산시켜 와류를 줄이고, 결과적으로 소음을 감소시키는 효과가 입증되었다.

 

소음 분석 결과 활용

 

소음 측정 후에는 각 부품의 소음 기여도를 비교하여, 설계 변경 전후의 개선 효과를 평가한다. 예를 들어, 표준 블레이드와 개선형 블레이드를 비교했을 때, 특정 주파수 대역에서의 음압 레벨이 몇 dB 감소했는지를 분석한다. 이를 통해 가장 효과적인 설계 변경안을 선택할 수 있으며, 소음 규제 기준을 충족하는 동시에 발전 효율을 유지할 수 있다.

 

 

 

해당 내용과 관련해서 팜테크에서 시스템 솔루션을 제공하고 있습니다.  관심 있으시면 아래 홈페이지 또는 연락처를 통해 문의 주시면 됩니다. :)

 

https://famtech.co.kr/sub04/01_01.php

팜테크