A Study on the Erosion of Wind Turbine Blade Leading Edge by Rain

강우에 의한 풍력 발전기 블레이드 전연부 침식 시험에 관한 연구

Abstract

To improve AEP, wind turbine blade lengths are increasing every year. As the length of blades increases, the blade tip speed also increases. Because of the increased tip speed, the impact energy between the leading edge and raindrops also increases. The increased impact energy is the primary factor contributing to erosion of the blade's leading edge. Blade leading edge erosion reduces aerodynamic performance, increases repair costs, and causes downtime. Therefore, numerous studies are being conducted on protective solutions and RET systems to prevent and delay erosion of the blade's leading edge. However, few institutions in Korea research protective solutions and RET systems. In this study, we aim to develop a laboratory-scale RET system. The developed RET system was based on the ASTM G73-10 standard. As a result of the RET, it was confirmed that the erosion tendency was similar to that of overseas institutions. In addition, the effectiveness of the RET system was verified by a maximum erosion rate of 0.0023 for an epoxy-based protective solution.

기호설명

RET : Rain erosion test

LCOE : 에너지 비용

OWIH : Offshore Wind Innovation Hub

OER : Offshore Rewable Energy

AEP : 연간에너지 생산량

E_K : 운동 에너지

1. 서론

풍력 발전 산업은 지난 20 년 동안 급속한 성장을 하였으며, 깨끗하고 지속 가능한 에너지를 추구하는 데 중요한 역할을 하고 있다. 전 세계 누적 풍력 발전 용량은 319 GW에서 약 540 GW로 증가하였고 이러한 상승 추세는 향후 10 년 동안 가속화될 것으로 예상된다 [1]. 풍력 발전기는 소음과 효율성 문제로 육상에서 연안, 해상으로 설치되는 위치가 변화되고 있으며, 블레이드 길이는 지난 10 년 동안 매년 약 2 m 이상 증가 되었다 [2]. 풍력 발전기 블레이드의 길이 증가는 발전 용량을 증가시킬 수 있지만, 블레이드 팁 속도 증가는 전연부 침식 발생에 큰 영향을 미치고 블레이드 블레이드의 공기역학적 특성을 저해시켜 풍력 발전 산업에 중요한 문제로 대두되고 있다. 풍력 발전 산업은 연간 에너지 생산량 (AEP) 측면에서 더 긴 블레이드를 추구하고 있으며, 이는 빗방울과 우박 등이 블레이드 전연부에 충돌하는 에너지를 증가시킨다. 특히 육지의 풍속이 6 ~ 9 ㎧ 인 반면에 연안은 약 14 ㎧ 이상으로 해상 환경에서 빗방울의 충돌 속도가 증가한다 [3]. 국내 연간 강우량은 최대 80 % 이상이 한 계절에 집중되는 아시아 몬순기후로 북유럽과 비교하여 3 ~ 4 배의 순간 강우량이 발생한다. 이는 대형화되고 빨라진 풍력 발전 산업의 성장과 결합 되어 블레이드 전연부에 더욱 가혹한 환경을 조성 시킨다 [3].

전연부 침식은 rotor imbalance, trailing edge disbonds, lightning strike damage, edgewise vibration과 함께 풍력 발전기의 가동이 중지되는 중요 원인 중 하나이다 [4]. Offshore Wind Innovation Hub는 산업계 및 학계와 협력하여 해양 풍력 부분의 유지, 보수 우선순위를 식별하기 위한 기술 로드맵을 발표했고 블레이드 전연부 침식에 대한 해결책이 해상 풍력의 LCOE를 줄일 수 있는 높은 잠재력이 있음을 강조하였다 [5]. 블레이드 전연부 침식 문제를 인식하려면 전력 생산에 미치는 영향과 풍력 발전기의 수익성을 이해하는 것이 중요하다. 이에 따라 전연부 침식과 전력생산 관계에 대한 연구가 지속적으로 이뤄지고 있으며, 주요내용은 다음과 같다. Sagol E 등은 블레이드 전연부의 작은 핀홀로 인하여 양력 계수가 4 % 감소하고 항력 계수가 49 % 증가 하며, 심각한 침식(함몰, 패임, 층간박리)은 양력 계수 6 % 감소, 항력계수 86 % 증가를 보고하고 있다 [6]. 또한, Sareen A 등의 연구에서도 소량의 블레이드 전연부 침식이 AEP를 3 ~ 5 % 감소시키고, 심각한 침식은 AEP가 25 % 감소했으며, 블레이드 전연부 침식으로 인한 항력 80 % 증가 시 AEP는 5 % 감소한다고 보고되고 있다 [7]. 이는 블레이드 전연부 침식이 블레이드 표면을 거칠게하여 층류를 난류로 변화시키며, 천이유동의 범위가 증가 되어 공기역학적 특성을 감소시켜 AEP 효율을 낮추는 결과를 나타낸다. Fig. 1은 블레이드 전연부에 발생한 핀홀 침식과 심각한 침식 사례이다.

Fig. 1 Erosion type image of blade leading edge [7]

블레이드 전연부의 강우 침식 현상을 완화시키고 AEP 손실과 유지관리 비용을 줄이기 위하여 블레이드 표면에 에폭시, 폴리에스테르 또는 폴리우레탄과 같은 재료로 인몰드 겔코팅, 스프레이, 롤러 등을 이용한 보호 솔루션을 적용하고 있으며, 블레이드 전연부 보호 코팅층의 내침식성을 증가시킬 수 있는 표면처리 기술에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다 [8, 9, 10]. 블레이드 전연부 보호 솔루션을 풍력 발전기 블레이드에 실장하기 전 실험실 규모에서 강우 침식 현상이 구현된 가속 수명 시험 방법에 대한 개발도 꾸준히 연구되고 있다 [11, 12, 13]. 하지만 국내는 발전기 운영사, 블레이드 제작사, 블레이드 유지보수 업체 등에서 블레이드 보호 솔루션에 대한 연구를 하고 있으나 강우 침식 평가에 대한 연구는 전무한 실정이다.

이에 본 논문에서는 ASTM G73-10 표준에 제시된 평가 방법을 참조하여 풍력 발전기 블레이드 전연부용 강우 침식 평가 시스템 및 평가 방법 개발을 진행 하였다. 개발된 평가 시스템 및 방법은 해외 연구기관과 침식 거동 비교, 에폭시 레진의 erosion curve 유형, maximum erosion rate 도출을 통하여 검증 하였다.

2. 강우 침식 시험 표준 및 국외 강우 침식 평가 시스템 현황 조사

2.1 강우 침식 시험 관련 표준 조사

풍력 발전기 블레이드는 강우, 분진 등과 같은 외부 환경에 의해서 발생하는 침식 현상을 방지하기 위한 보호 코팅 솔루션을 적용하고 있다 [7]. 보호 코팅 솔루션의 침식 또는 마모에 대한 특성을 평가하기 위한 표준은 KS. IEC, ISO, ASTM 등과 같은 국내외 다양한 표준이 존재한다. 하지만, droplet에 의한 침식 현상을 평가하는 표준은 ASTM G73-10이 유일하다.

ASTM G73-10은 droplet 또는 jet 방식의 반복적이고 개별적인 충격에 의해 고체 시료가 침식, 손상되는 평가방법을 다루며, 코팅층의 침식, 손상에 대한 내구성을 결정하거나 침식 메커니즘과 시험 변수의 영향을 조사하는 것을 목적으로 한다. 이 표준은 시험 설정에 대한 지침, 분석 절차, 보고 요건과 침식성 수치의 표준화된 척도를 명시하며, 그 결과 침식 특성은 시간에 따른 시험품의 질량 손실에 의해 결정 된다 [8].

Fig. 2는 이 표준에서 제시된 강우 침식 평가 시스템의 예이다. (a)는 소형 시험품이 장착된 디스크가 낮은 속도로 구동되며, water jet 방식으로 물을 분사하는 시스템이다. (b)는 대형 시험품이 장착된 회전자가 고속으로 구동되며, 노즐을 통하여 모의 강우를 droplet 방식으로 분사하는 시스템이다. 이 평가 시스템은 약 50 ~ 1,000 ㎧ 속도로 구동되고 설정된 작동 속도에서 속도 안정성 0.5 % 이내 유지 및 0.1 % 이내 측정이 가능해야한다. 물방울 또는 water jet의 직경은 약 0.1 ~ 5.0 ㎜ 사이로 구현되어야 한다. 시험품은 견고한 막대기 형태로 가공, 시트 또는 모재에 도포된 코팅으로 구성 할 수 있고 지지 구조물 위에 부착할 수 있다. 시험품의 표면 거칠기는 0.4 ~ 1.6 ㎛ 범위여야 한다. 시험 절차는 Table 1에 제시 하였으며, 표준물질의 특성은 Table 2에 나타내었다 [14].

Fig. 2 An example of a rain erosion testing system concept presented in the ASTM G73-10 standard [14]

Table 1 Test procedure of the ASTM G73-10 standard [14]

Table 2 Properties of Reference Material [14]

시험품의 침식 정도는 Fig. 3과 같은 A, B, C, D curve로 분류되는 누적 침식 시간 곡선을 이용하여 확인한다. A curve는 가장 일반적이고 잘 평가된 침식패턴을 나타내며, B curve는 시험조건(충격속도, 간격 등) 측면에서 단일 충돌에너지가 침식 잠복기가 존재하지 않을 정도로 높기 때문에 나타난다. C, D curve는 비정상적인 유형으로 취성이 높은 물질 또는 평가 시스템의 문제로 발생한다. 결론적으로 강우 침식 시험 후, 도출되는 누적 침식 시간 곡선은 A 유형이 가장 적합하다. Fig. 4는 maximum erosion rate을 검증하기 위한 기울기를 정의한다. Fig. 5는 직선형 누적 침식 시간 곡선과 S형 누적 침식 시간 곡선의 최대 기울기를 확인하기 위한 유효선을 그리는 방법을 나타내며, 유효선과 실제 데이터 사이의 최대 편차가 최대 기울기 상단 Y축 좌표의 10 %를 초과하지 않아야 한다[14].

Fig. 3 Well behaved and anomalous cumulative erosion-time curves [14]

Fig. 4 Typical erosion-time pattern and parameters used to quantify it [14]

Fig. 5 Procedures for Drawing Maximum-Slope Lines [14]

2.2 국외 강우 침식 평가 시스템 현황

국외 연구소에서 가동 중인 ASTM G73-10 표준 기반의 강우 침식 평가 시스템에 대한 현황을 조사하였다. 풍력 발전기 블레이드의 강우 침식과 관련된 문제의 인식이 비교적 빠른 북유럽권 국가 위주로 연구가 이루어졌으며, 평가 시스템을 운영하고 있는 것을 확인하였다. 각 기관별로 보유한 강우 침식 평가 시스템의 제원과 형상은 상이 하였으며, 9개 기관 중 7개 기관이 droplet 방식을 채택한 것을 확인하였다. Table 3은 기관별 강우 침식 평가 시스템의 제원이며, Fig. 6은 보유 시스템 형상이다.

Table 3 Rain erosion testing system specifications by institution [15-18]

Fig. 6 Rain erosion testing system by institution [16, 18]

3. 강우 침식 평가 시스템

3.1 강우 침식 평가 시스템 설계 및 제작

국외 강우 침식 평가 시스템을 분석한 결과, 대다수의 기관들은 ASTM G73-10 표준을 참조하여 평가 시스템을 구축하였고 droplet 분사 방식을 선택하였다. 기관별로 보유한 장비의 형상을 살펴보면 Fig. 5와 같이 실험실 전체를 평가 시스템으로 구축하거나 챔버 형태로 제작하였다. 확보된 실험실 공간의 제약과 강우 침식 평가 시스템 제작이 기초 단계인 점을 고려하여 본 연구에서는 스프레이 분사 방식의 챔버 형태로 제작하는 것으로 결정하였다.

강우 침식 평가 시스템은 Fig. 7과 같이 최대 1,720 RPM으로 구동되는 DC 모터를 이용하여 샤프트에 밸트로 연결하여 구동하도록 하였고 복열 고속용 베어링과 베어링 하우징 블록 그리고 베어링 오일 냉각 시스템을 적용하였다. 구동부 회전 동작은 인버터를 이용하여 모터의 속도를 제어하였다. Fig. 8은 모의 강우를 구현하는 역할을 하는 노즐부의 설계 도면으로 각 방위별 60 ㎜ 간격으로 4 개씩 총 32 개의 노즐을 장착하고 노즐 레버를 이용하여 생성되는 물방울의 직경을 제어할 수 있도록 하였다. 노즐 커버를 장착하여 노즐 끝에서 물방울이 회전 구동으로 발생하는 난류에 영향을 받는 것을 최소화하도록 하였다. 노즐 끝과 시험품의 간격은 200 ~ 450 ㎜ 사이로 조절이 가능하도록 구성하였다. 노즐부, 구동부, 시험품이 설치되는 챔버의 바디부는 밴딩가공성 및 안정성을 이유로 STS304를 3 ㎜ 두께로 가공하여 용접하였고 강우 침식 평가 중 시험품 관찰이 용이하도록 폴리카보네이트를 3 ㎜ 두께의 2중 구조 창으로 적용하였다. 챔버의 상판은 시험품의 설치와 관찰 그리고 안정성을 고려하여 15 ㎜ 아크릴을 가공하여 접이식으로 구성하였다. 결과적으로 챔버는 직경 1,500 ㎜, 높이 800 ㎜의 원통형 구조로 제작하였다. 프레임은 고속회전에서의 안정적인 평가 구현을 위하여 50 ㎜ 두께의 철판과 형강을 용접하는 방식으로 제작하였다. 시험품의 설치는 구동부 샤프트에 회전자를 장착하였고 평가 안정성을 확보하기 위해서 시험품 2 개가 대칭되는 구조의 볼트 체결 방식을 적용하였다. Fig. 9는 제작된 강우 침식 평가 시스템의 전체 설계도면이고 Fig. 10은 제작된 강우 침식 평가 시스템과 주요부위의 제작 형상이다. Table 4는 제작된 강우 침식 평가 시스템의 제원이며, 시험품 설치 위치 기준으로 회전자 속도 최대 160 ㎧, 물방울 크기 2.0 ~ 5.0 ㎜, 회전자 지름 320 ㎜로 구성되었다.

Fig. 7 design drawing image of drive unit

Fig. 8 design drawing image of nozzle unit

Fig. 9 Rain erosion testing system design drawing

Fig. 10 Rain erosion testing system & main units

Table 4 Specification of rain erosion testing system

3.2 강우 침식 평가 시스템 운영 조건 검증

제작된 강우 침식 평가 시스템의 운영조건 중 시험 결과에 영향을 미치는 인자는 모터 RPM에 따른 회전 속도, 물방울의 크기 그리고 물방울의 낙하 빈도이다. 이 장에서는 상기 운영 조건에 대한 검증에 대한 내용을 다루고자 한다. 모터 RPM에 대한 검증을 레이저 측정 방식의 tachometer를 이용하여 측정하였다. 측정 결과 지시값과의 측정 오차 최댓값은 –14.2 RPM인 것을 확인하였다. 물방울의 크기는 기준이 되는 자를 노즐 옆에 부착한 다음 영상 촬영 후, image analyzer를 이용하여 크기를 측정하였다. 측정 노즐은 32 개 중 5 개를 무작위로 선정하여 각 5 회 측정 하였으며, 최댓값 4.932 ㎜, 최솟값 3.692 ㎜, 평균값 4.390 ㎜임을 확인하였다. 물방울의 낙하 빈도는 영상촬영을 통하여 초당 낙하 횟수를 확인하였고 물방울 크기와 동일한 노즐 수로 측정한 결과, 평균 9.2 1/s로 측정되었다. 평가 시스템 운영 조건을 교정된 장비를 통하여 각 조건을 수치화함으로써 장비 운영 조건의 검증을 완료하였다. 각 측정 데이터는 Table 5, 6, 7에 나타내었다.

Table 5 Motor RPM test result

Table 6 Droplet size test result

Table 7 Droplet frequency test result

3.3 강우 침식 시험품 홀더 제작

강우 침식 평가 시스템을 이용한 정확한 시험 구현을 위하여 보호 코팅 솔루션이 적용될 시험품 홀더 설계 제작하였다. 홀더는 회전자의 끝 부분에 직경 6 ㎜, 길이 40 ㎜ 볼트로 체결 방식을 적용하였다. 시험품 홀더의 크기는 보호 코팅의 침식이 최외각부터 발생하는 것을 확인할 수 있도록 길이 210 ㎜, 높이 63 ㎜로 결정하였고 높이 63 ㎜ 중 보호 코팅 솔루션이 적용되는 높이는 55 ㎜로 Fig. 11을 통하여 확인할 수 있다. 본 연구에서 사용된 시험품 홀더는 평가 시스템 스펙 상 reference material의 무게가 높아 침식 특성 평가가 어려워 폴리카보네이트를 사용하였다. 시험품 홀더의 곡면 설계는 Table 8에 나타내었으며, 회전자 회전시 부하 발생 감소와 실제 풍력 발전기 블레이드 곡면을 모사하기 위하여 air foil NACA 63(4)-021로 결정하였다. Fig. 12, Table 9는 시험품 홀더의 크기가 결정됨에 따라 회전자 장착 시 노즐 위치에 따른 침식 발생 지점에 대한 예상 개략도와 회전자 반지름 및 경로에 따른 설치 위치에서의 속도를 산출한 표이며, 물방울이 시험품에 낙하하는 최외곽 부의 속도는 모터 최대 속도 3,767 rpm 기준 140.01 ㎧임을 확인하였다.

Fig. 11 design drawing image of rain erosion test sample holder

Table 8 Design specifications of air foil NACA 63(4)-021

Fig. 12 Schematic representation of multi nozzle

Table 9 Rotor speed calculation result

4. 해외 기관과의 침식 경향 비교 검증

덴마크에 소재하고 있는 Polytech과 제작된 강우 침식 평가 시스템을 이용한 보호 코팅의 침식 경향 데이터를 비교 검증하였다. ㈜윈디텍에서 제공한 동일한 보호 솔루션이 적용된 시험품으로 각각 강우 침식 시험을 수행하였다. 보호 솔루션은 2 액형 아크릴 우레탄 도료이며 [19], 약 500 ㎛의 두께로 적용되었다. 시험품 홀더의 길이는 Polytech이 10 ㎜ 긴 형상이다. Polytech의 air foil 각도는 제공되지 않았다. Table 10은 각 기관별 수행한 강우 침식 시험 조건을 기술한 내용으로 총 동작시간 240 분, 무게 측정 빈도 30 분, 회전자 속도 약 120 ㎧, 온도, 시험품 길이, 물방울 충돌부 및 충돌 각도 등의 시험 조건은 Polytech과 같거나 비슷하였고 시험품 부착 반경, 물의 양, 물방울 크기, 유량에서 시험조건 차이가 발생하였다.

Table 10 Rain erosion comparison test conditions

Polytech은 시험 시작 30 분 후, 최초의 보호 코팅 침식 현상이 발생하였고 최대 침식 길이가 약 210 ㎜ 구간에서 종료됨을 확인하였다. 반면에 KTL은 시험 시작 60 분 후, 최초의 코팅 침식 현상이 발생하였고 최대 침식 길이가 900 ㎜ 구간에서 종료 되었다. 시험 시간에 따른 시험품의 침식 형상은 Fig. 13에 정리하였다. 시험 결과, 각 기관별 평가 시스템, 시험조건 그리고 시험품 형상이 다르기 때문에 침식 구간과 침식 발생 시간의 차이가 발생하였지만 시간에 따라서 외곽 부터 침식이 시작되어 안쪽으로 확산되는 경향이 비슷함을 확인하였다.

Fig. 13 Rain erosion comparison test result image

5. 에폭시 erosion rate 산출 및 유효선 검증

풍력 발전기 블레이드의 보호 솔루션으로 많이 사용되는 내충격성 재료 중 하나는 에폭시 계열이다. 본 연구에서는 인몰드 방식으로 2액형 에폭시 레진을 몰드에 주입한 다음 경화 시켜서 시험품 홀더를 제작하였다. 보호 솔루션은 ㈜윈디텍에서 제공된 2 액형 에폭시 레진을 이용하여 약 500 ㎛ 두께로 적용하였다. 에폭시 보호 코팅이 적용된 시험품 홀더를 열풍건조로에 방치하여 (60±5) ℃, 30분 조건으로 건조시킨 다음 전기식 지시 저울을 이용하여 무게 측정 후, 초기 전연부 형상을 image로 기록하였다. Image analyzer, tachomete를 이용하여 강우 침식 평가 시스템의 물방울 직경과 물방울 발생 빈도를 측정하였고 시험품 홀더를 회전자에 장착하여 120 ㎧의 속도로 360 분 동안 시험하였다. 이 때, 30분 간격으로 시험품의 전연부 형상을 image로 기록 한 다음 초기 건조 온도, 시간과 동일한 조건과 장비로 건조 후, 무게 변화를 측정하였다.

시험 조건은 Table 11에 기술하였다. 향 후, 신형 평가 시스템이 구축되거나 시험 조건의 변경이 생길 경우 물방울과 시험품의 운동에너지는 각 시험의 기준이 된다. 따라서 식 (1)을 이용하여 물방울이 보호 코팅층에 충돌 하였을 때 운동에너지를 산출하였다. 여기에서 m(㎏)은 물방울 평균 무게 0.044 g, V(㎧)는 회전자의 회전 속도 120 ㎧이며. 물방울과 시험품 충돌에 의한 운동에너지는 약 0.317 J임을 확인 하였다.

Table 11 Rain erosion test conditions

E_K = 1/2mv²       (1)

Fig. 14를 통하여 누적 시간에 따른 시험품 전연부의 침식 진행 변화를 나타내었다. Table 12는 누적 시간에 따른 시험품 무게, 무게 감소량, 유효선의 축별 좌표 값을 기술한 데이터이며, Fig. 15의 그래프로 도식화하여 누적 침식 시간 곡선이 Fig. 3에서 제시한 ASTM G73-10의 A cureve(“Well behaved erosion curve”)를 따르는 것을 확인하였다. Fig. 16은 360 min 시험한 시험품의 확대 형상으로 전연부 침식이 최대 800 ㎜ 진행되었음을 확인할 수 있다. 시험 결과, 무게 - 0.48 g의 무게 감소가 이루어졌다. Maximum erosion rate은 유효선의 기울기로 0.0023이 산출되었고 Fig. 5의 (b)에 제시된 기준대로 누적 무게 손실 측정 값과 유효선의 최대 편차가 유효선 Y축 값의 1/10이하에 해당하는 0.02가 도출됨으로써 검증을 완료하였다.

Table 12 Rain erosion test result

Fig. 14 Rain erosion test result image

Fig. 15 Cumulative erosion-time curve graph

Fig. 16 Erosion image of epoxy sample

6. 결론

풍력 발전기 블레이드의 전연부 침식은 공력성능의 감소와 함께 블레이드 전연부를 보호하기 위한 수리비용 증가 및 블레이드 속도 감소로 AEP에 부정적인 영향을 미치게 된다. 이를 해결하기 위하여 보호 솔루션의 재료 특성 연구, 스마트 자동화 공정 도입, 테이프 부착 방식 적용 등과 같은 다양한 보호 솔루션의 개발이 이루어지게 된다 [20]. 하지만 개발된 보호 솔루션들은 블레이드에 직접 적용하고 그 효과를 확인하기까지 시간이 오래 걸리고 개발 제품의 실장 테스트가 불가능한 경우가 많다. 이를 해결하기 위해 북유럽권 국가 위주로 강우 침식 시험과 관련된 연구가 진행되고 있으나 국내에는 이 시험을 수행할 수 있는 기관이 전무한 실정이었다. 본 논문에서는 풍력 발전기 블레이드 전연부 침식 시험을 목적으로 ASTM G73-10 표준을 참조하여 강우 침식 평가 시스템을 개발하고 시스템 운영 요건 중 물방울 크기, 물방울 낙하 빈도, 회전 속도와 같은 시험 결과에 영향을 미치는 인자를 확인하고 측정하였다. 또한 해외 기관과 동일한 보호 솔루션이 적용된 시험품이 전연부 외곽부터 안쪽으로 침식 확산 경향이 비슷한 것을 확인하였으며, 풍력 발전기 블레이드의 보호 솔루션으로 주로 사용하는 에폭시 보호 코팅의 erosion curve 유형과 maximum erosion rate의 결과가 ASTM G73-10 표준에서 제시된 기준에 부합하는 것으로 검증을 완료하였다. 이 연구를 기반으로 국내 풍력 발전기 블레이드 전연부 보호 솔루션의 평가가 가능해 보호 솔루션의 검증과 평가에 도움을 줄 것으로 판단된다.

이 연구를 기반으로 향후, 크게 세 가지 측면에서 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다. 강우 침식 평가 시스템 측면으로는 물방울의 크기와 낙하 빈도의 정밀도를 높일 수 있고 챔버 내부 난류를 감소시키며, UV 조사 구역의 설정이 가능한 신형 장비의 개발이다. 보호 코팅 솔루션 측면에서는 강도, 탄성률, 표면 거칠기 등과 같은 재료 특성과 전연부 강우 침식 발생의 상관 관계를 규명할 수 있는 연구이다. 마지막으로 제작된 평가 시스템의 강우 침식 시험 결과와 블레이드 실장시 보호 솔루션 수명의 가속성을 확인하여 유효 보증 수명을 확인하는 연구가 요구될 것으로 판단된다.

후기

본 연구는 2023년도 중소벤처기업부의 재원으로 중소기업기술정보진흥원의 지원을 받아 수행된 연구 결과입니다. (과제번호 : RS-2023-00219916)