• Shanghai Investigation, Design & Research Institute Co., Ltd.

    중국 3개 협곡 신 에너지 다롄 좡허 III 해상 풍력 발전 단지 프로젝트

    중국, 본하이 해

프로젝트 요약

프로젝트

China Three Gorges New Energy 및 Dalian Power Generation은 중국의 여러 해상 풍력 단지의 소유업체이며 중국 본하이 해에 해상풍력발전단지를 설계하기 위해 Shanghai Investigation, Design, & Research Institute(SIDRI)와 계약을 체결했습니다. 총 300메가와트의 용량과 220kV의 승압 시설, 72개의 풍력 발전기용 터빈을 갖춘 이 대형 프로젝트는 현지 해저의 해구와 참호와 동굴 안에 설치됩니다. 또한 설계 시 겨울철에 윈드타워가 얼지 않도록 보호 기능을 추가해야 합니다. SIDRI는 이 프로젝트의 규모, 복잡성 및 과제가 어려움이라고 합니다.

솔루션

SIDRI는 기존 2D 설계 방식을 사용하기에는 마감 시간이 너무 빠듯하므로 OpenPlant및 OpenBuilding을 통해 3D BIM 애플리케이션으로 전환하여 해양 변전소 플랫폼을 포함하는 전체 풍력단지의 디지털 iTwin 모델을 만들었습니다. 설계팀은 복잡한 해양 지역을 분석한 후 해저 토양이 풍력 타워의 하중을 받을 수 있다고 판단하여 토대 설계를 최적화했습니다. 반복적인 3D 모델링을 사용한 팀은 동결 방지 원뿔을 만드는 등 풍력발전단지 설계의 모든 측면을 개선할 수 있었습니다. 타워 구역을 해수 표면에서 원뿔 모양으로 두껍게 하여 표면이 좁을 때보다 얼음 층이 타워를 더 효과적으로 편향시킬 것입니다. 또 설계팀은 3D 설계 애플리케이션에 맞춤형 철강 구조물 연결 모델 라이브러리를 만들어 철강 구조물 연결 부위의 배치를 자동화하였습니다.    

결과

모든 작업을 정확한 디지털 iTwin 모델을 사용하여 개방형의 연결된 데이터 환경에서 수행함으로써 SIDRI는 80개 이상의 문제를 발견하고 해결하였으며, 설계 수정에 필요한 400일의 자원 시간과 교정에 필요한 100일의 자원 시간, 현장 오류 처리에 필요한 70일의 자원 시간, 300만 위안화(5억 2,000만 원)의 추가 비용을 절약하였습니다. 전체적으로 3D 설계 및 시각화를 통해 설계팀은 설계에 필요한 500일의 자원 시간과 5,000만 위안화(80억 원)의 비용을 절약함과 동시에 설계 요소를 최적화하고 지형과 기후 문제를 극복할 수 있었습니다. SIDRI는 이와 유사한 설계 기술을 향후 해상풍력단지사업에 적용할 계획이며, 이 경우 프로젝트당 약 500만 위안화(8억 6,000만 원)을 절약할 수 있을 것입니다.

소프트웨어

SACS와 OpenWindPower를 통해 SIDRI는 복잡한 지형을 분석하고, 구조적 성능을 예측하며, 기초 설계를 최적화할 수 있었습니다. 개별 3D 디지털 iTwin 모델의 구성 요소는 OpenBuildings Designer, Bentley Raceway Design and Cable Management, OpenPlant, ProSteel을 사용하여 생성하였으며 이 모든 제품을 통해 구조, 배관, 기계, 전기 분야에 걸친 다분야 엔지니어링 설계의 효율성이 개선되었습니다. SIDRI는 ProjectWise를 사용하여 개방형의 연결된 데이터 환경을 구성했습니다. 모든 개별 설계는 Navigator에서 통합되어 팀이 협업할 수 있을 뿐 아니라 문제를 자동으로 발견하고 해결할 수 있었습니다.

프로젝트 플레이북: MicroStation, Navigator, OpenBuildings Designer, OpenPlant, OpenWindPower (including SACS), ProjectWise, ProSteel

결과/팩트
  • 3D 설계 애플리케이션은 풍력 발전 단지 설계를 최적화하고, 고르지 못한 지형을 극복하며, 윈드 타워가 겨울에 얼지 않도록 보호하는 데 도움을 주었습니다.
  • SIDRI는 디지털 iTwin의 개방형 연결 데이터 환경에서 모든 작업을 수행함으로써 80개의 문제를 발견 및 해결하고, 570일의 자원 시간과 300만 위안화(5억 2,000만 원)를 절약하였습니다.
  • 전체적으로 3D 모델링을 사용하여 설계를 개선하고 설계 프로세스를 3개월 단축하여 5,000만 위안화(86억 원)를 절감했습니다.
인용구:
  • "OpenWindPower를 사용한 설계팀은 설계를 반복하여 타워 기반이 얼음으로 인한 손상으로부터 보호할 수 있는 최상의 방법을 결정하였습니다. 그 결과 타워가 물을 만나는 곳에 동결 방지 원뿔을 만들 수 있었습니다. 이 설계는 표면이 좁을 때보다 유동적인 얼음을 더 효과적으로 편향시키는 훨씬 더 두꺼운 표면 영역을 제공함으로써 타워 기반을 보호합니다."