일본 NEDO와 히타치조선이 개발한 바지선형 부유식 해상풍력용 유체.
일본 NEDO와 히타치조선이 개발한 바지선형 부유식 해상풍력용 유체(사진제공: 일본 신에너지·산업기술 종합개발기구).

[투데이에너지 송명규 기자] 해상풍력 도입 확대를 추진하는 일본에서 바지선 형태의 부유체에 발전기를 탑재해 해상풍력발전단지를 구축하는 실증실험이 진행되고 있다. 특히 실증실험을 거쳐 해상풍력발전단지 확보와 함께 비용절감까지 실현할 수 있을 것으로 기대된다.

일본 스마트재팬 보도에 따르면 신에너지·산업기술 종합개발기구(NEDO)와 히타치조선이 개발을 진행해온 차세대 부유식 해상풍력발전시스템의 바지선형 실증용 유체가 완성됐다.

해상풍력발전은 풍력발전기를 지지하는 하부구조의 형식에 따라 해저에 기초를 설치하는 ‘착상식’과 기초하부를 바다에 띄운 ‘부유식’으로 구분된다.

NEDO는 2011년도에 부유식 해상풍력발전에 관한 기초조사를 통해 일본의 해역에서 해상풍력 도입이 가능한 해역 면적을 격랑거리 30km, 수심 200m까지로 정하고 해역범위를 조사했다.

이 과정에서 착상식과 부유식의 경제성을 비교한 결과 수심 50m를 기준으로 부유식이 착상식에 비해 도입가능 해역면적이 5개에 이르는 것으로 확인됐다. 특히 해상풍력발전의 도입을 가속하기 위해 착상식 해상풍력발전의 도입뿐만 아니라 더 넓은 해역에 도입이 가능해지는 부유식 해상풍력발전이 필요하다는 결론을 얻어냈다.

최근 일본과 해외에서 2~7MW급 부유식 해상풍력발전 실증연구가 시작돼 기술적인 검증이 진행되고 있지만 보급 확대를 위해서는 착상식 해상풍력발전 비용과 경쟁할 수 있도록 비용을 절감하는데 유리한 새로운 첨단기술 개발이 필수적으로 손꼽히고 있다.

이에 따라 NEDO는 부유식 해상풍력발전에서 비교적 얕은 수심 50m 정도에서 설치가 가능하고 일반적인 유체에 비해 소형·경량바지선형 유체를 개발하는 실증사업을 추진해온 것으로 알려졌다.

이번에 히타치조선 사카이 공장에서 완성된 바지선형 강철유체는 후쿠오카현 키타큐슈항에 예항돼 거기서 풍력발전기를 탑재할 예정이다. 이후 키타큐슈시 앞바다 약 15km 해역에서 계류 및 전력케이블을 연결하고 실증기도 설치할 예정이며 오는 하반기부터 본격적인 실증운전을 개시할 계획이다.

이번 검증으로 측정 데이터에 의한 설계 검증 및 부유식 풍력발전시스템의 효율적인 유지관리 방법의 기술개발을 진행함으로써 저비용 부유식 해상풍력발전시스템 기술을 확립하는 것이 목표다.

또한 차세대 부유식 해상풍력발전시스템은 철강바지선형 부유식 구조물에 2개의 블레이드업 윈드형 3MW급 풍력터빈을 탑재하고 있우며 스노체인과 앵커의 조합에 의한 총 9개의 계류시스템으로 어려운 기상·해상조건에서도 시스템의 안전성이 확보되는 설계로 구성됐다.

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