<사진. 해상풍력기
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 >

부유식 풍력단지 도입을 위한 다양한 기술들

재생가능 에너지(Renewable Energy) 활용 경쟁에서 새로운 부유식 풍력단지 기술(Floating Wind Farm Technology)들이 가세하여 분위기가 더욱 고조되고 있다. 이들은 모두 미래 해상풍력에 있어 중요한 기술로 자리잡고자 상호 경쟁 중이다. 부유식 풍력단지와 관련한 다양한 엔지니어링 작업에 있어 극복해야 할 난관은 수심이 깊은 해저까지 안정적으로 구조물을 지탱할 수 있도록 하고, 설비를 내던질 정도로 매서운 기상 상태에서 이들 구조물을 견디게 할 수 있는 시스템을 만드는 일이다.

부유식 풍력단지의 장점은 지구상에서 가장 강력한 바람을 이용할 수 있다는 점이다. 현재 해상 풍력단지 기술은 해저까지 터빈을 내려 고정하는 것을 포함하고 있으나, 이를 위해서는 많은 비용이 소요되고 40 미터 이상의 수심에 도전해야 한다는 단점이 있다. 이러한 도전을 극복할 수 있는 새로운 3종 기술들이 현재 경쟁 중에 있다.

부유식 풍력단지 기술 개발에 있어 선도적인 역할을 하고 있는 회사들 중 선두주자는 미국을 기반으로 하는 Principle Power사의 Windfloat 기술이다. 지난 2012년 이후 Windfloat은 완전한 규모로 바다에 설치된 부유식 터빈 중 역대 2번째가 되었다. 이들이 도입한 풍력터빈의 블레이드는 해수면으로부터 120 미터 떨어져 있으며, 3개의 삼각형 기둥으로 이루어진 플랫폼(Platform)으로 안정화되어 있다. 그리고 이 플랫폼을 해수 아래에서 고정하는 지지대는 20미터 깊이에 위치하며, 물의 중심을 잡는 밸래스트(Ballast)가 포함되어 흔들림을 제어하도록 되어 있다. Windfloat사의 부유식 풍력터빈은 설치 후 약 10억 KWh의 전기를 생산하고 있으며, 지난 겨울에는 포르투갈의 혹독한 날씨 속에서 살아남기도 하였다. Principle사는 최근 오레곤 해안에서 해수면으로부터 깊이가 350 미터가 되는 지역에 6 MW급 풍력터빈 5기를 설치하는 것에 대해 미 에너지부(US Department of Energy)로부터 50 백만 달러를 지원받았다.

Principle사의 Windfloat 기술과 경쟁하는 또 다른 부유식 풍력단지 기술은 노르웨이 스타방에르(Stavanger) 해안에서 떨어진 바다에 설치된 풍력터빈으로, 부유식 터빈 기술로는 최초로 도입된 설비이다. Statoil사의 Hywind 기술은 지난 2010년 이후 전기를 생산해 왔다. 이들의 설계는 다른 기술과 확연한 차이가 있다. 이들의 풍력터빈은 길이 100미터에 달하는 단 한 개의 밸래스트 기둥에 계류용 밧줄(Mooring Line)을 이용하여 해저에 고정하고 있다.

일본에 위치한 2개의 회사들 역시 이러한 기술을 개발 및 적용하고 있다. Guardian에 따르면 부유식 풍력 기술은 지난 번 후쿠시마(Fukushima) 원전사고 후 본격화되기 시작하였다. 이제 미쓰비시(Mitsubishi)나 미쯔이(Mitsui)와 같은 대기업들은 2020년까지 1GW의 에너지를 생산하고자 노력하고 있다. 여기에는 후쿠시마 해안에서 떨어진 지역에 위치한 80여 개의 터빈도 포함되어 있다.

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