Proceedings of the KAIS Fall Conference (한국산학기술학회:학술대회논문집)

The Korea Academia-Industrial cooperation Society (한국산학기술학회)
권호 표지

Safety Assessment for the Solar Cell Structure using Finite Element Analysis

유한요소법을 이용한 태양광 집전기 구조물에 대한 안전성 평가

  • Lee, Yang-Chang (Dept. of Industry Academic Cooperation, DaeLim College) ;
  • Lee, Joon-Seong (Dept. of Mechanical System Engineering, Kyonggi University) ;
  • Lee, En-Chul (Dept. of Mechanical System Engineering, Kyonggi University) ;
  • Lee, Ho-Jung (Dept. of Mechanical System Engineering, Kyonggi University)
  • 이양창 (대림대학 산학협력팀) ;
  • 이준성 (경기대학교 기계시스템공학과) ;
  • 이은철 (경기대학교 기계시스템공학과) ;
  • 이호정 (경기대학교 기계시스템공학과)
  • Published : 2009.12.04
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Abstract

태양열을 이용한 발전은 신재생에너지 사업으로 현재 각광을 받고 있는 분야 중의 하나이다. 본 논문에서는 3kv급 태양열 집전기를 유한요소법을 이용하여 돌풍이 불 때 풍하중에 의한 안전성을 평가하였다. 태양열 집전기는 옥외에 설치가 되므로 바람에 대한 영향을 가장 많이 받게 되는데 풍하중은 특히 강한 태풍이 불 때에 가장 높은 설계변수로 자중이나 프레임이 태양을 트레킹 할 때 생기는 동역학적인 변수보다도 크게 된다. 기존에 풍압력에 대한 산술식이 있지만 구조에 따라 적용하는 방법이 다르므로 돌풍이 불 때의 풍속을 적용, 유한요소법을 이용하여 우선 플레이트 프레임 표면에 발생하는 표면 압력을 계산하였다. 구한 표면 압력으로부터 플레이트 부분에 작용하는 하중으로 환산을 구조물에 대입하였고, 구조물이 크고 Mesh수에 문제로 인해 프레임을 두 부문으로 나누어서 포스트 부문과 플레이트 부분에 적용하여 해석하였다. 포스트의 경우에는 플레이트에서 받은 풍하중을 벡터로 나누어서 적용하였고 플레이트 부분에서 작용하는 자중을 고려하여 적용하였다. 플레이트의 경우 돌풍에 안정적이라 하더라도 변형량이 높을 경우를 적용하였다. 포스트 부분과 플레이트 연결부에서도 보강을 통하여 적정범위의 응력이 집전기에 문제가 발생할 수 있으므로 적정한 범위의 변형량을 유지하기 위해 설계변경 하여 안전한 구조물이 되도록 하였다.

Keywords