부유식 해상풍력: 미래를 이끄는 해상풍력 발전의 혁신

1. 해상풍력의 진화: Floating 해상풍력이란?

기존 해상풍력 발전은 얕은 해역에 터빈을 고정하는 고정식 해상풍력(fixed offshore wind) 방식이 주로 사용되었습니다. 그러나 기술의 발전으로 인해 바다 깊은 곳에서도 전력 생산이 가능한 Floating 해상풍력(부유식 해상풍력)이 등장했습니다. Floating 해상풍력은 터빈을 바다에 떠 있는 부유체에 설치하여 고정식 발전의 한계를 넘어섭니다. 이 방식은 수심이 깊고 바람이 강한 해역에서도 전력 생산이 가능하게 하여, 해상풍력의 발전 가능성을 크게 확장시켰습니다.

 

2. Floating 해상풍력의 장점

1. 깊은 해역에서 설치 가능: 고정식 터빈은 수심이 약 50m 이상일 경우 설치가 어려운 반면, Floating 해상풍력은 200m 이상의 깊은 바다에서도 설치가 가능합니다.
2. 강한 바람 활용: 더 깊은 바다에서는 바람이 강하고 일정하기 때문에 더 많은 전력을 생산할 수 있습니다.
3. 환경 영향 최소화: 해저에 직접 고정되지 않으므로, 해양 생태계에 미치는 영향을 줄일 수 있으며, 설치와 철거 과정도 상대적으로 친환경적입니다.
4. 공간 효율성: 해안에서 멀리 떨어진 곳에 설치할 수 있어 해양 공간을 효율적으로 사용할 수 있습니다.

3. Floating 해상풍력의 장점

Floating 해상풍력의 부유식 구조는 바다 위에 떠 있으면서 해저에 앵커로 고정됩니다. 설계 방식에는 크게 반잠수식(semi-submersible), 스파형(spar), 텐셔드 레그 플랫폼(TLP) 방식이 있으며, 이 방식들은 바람, 파도, 수심 등의 해양 조건에 따라 다르게 적용됩니다.

 

4. 해외 Floating 해상풍력 설계 업체

1. Principle Power

Principle Power는 미국에 본사를 둔 부유식 해상풍력 설계업체로, 세계 최초의 상업용 부유식 풍력 단지인 WindFloat Atlantic을 개발했습니다. 이 회사의 WindFloat 기술은 반잠수식 구조를 기반으로 하며, 유연한 설계와 비용 효율적인 설치가 특징입니다. WindFloat는 수심이 깊은 곳에서 안정적인 발전이 가능하며, 상업적 성공을 거두고 있습니다.

2. Equinor

노르웨이의 에너지 기업 Equinor는 부유식 해상풍력 분야에서 선도적인 역할을 하고 있습니다. Equinor는 Hywind 프로젝트를 통해 부유식 해상풍력 기술을 상용화한 첫 번째 기업으로, 스파형 부유체를 기반으로 터빈을 지탱하는 방식입니다. 현재 Hywind 프로젝트는 스코틀랜드 해역에서 상업적으로 운영되고 있으며, 부유식 해상풍력의 가능성을 입증한 사례로 평가받고 있습니다.

3. Hexicon

스웨덴의 Hexicon은 다중 터빈을 설치할 수 있는 혁신적인 부유식 설계 방식을 개발한 회사입니다. Hexicon의 독특한 쌍둥이 터빈 플랫폼 설계는 한 부유 구조물에 두 개 이상의 터빈을 설치하여 공간 효율을 극대화합니다. 한국을 포함한 아시아 시장에서도 활발한 프로젝트를 진행하고 있습니다.

4. DORIS

DORIS는 프랑스에 본사를 둔 해양 공학 및 에너지 기술 전문 기업으로, 부유식 해상풍력 설계에 있어 탁월한 역량을 자랑합니다. DORIS는 FLOATGEN 프로젝트를 통해 유럽 최초의 부유식 해상풍력 시범 프로젝트를 성공적으로 수행했으며, 반잠수식 플랫폼 설계에 강점을 가지고 있습니다. 또한, DORIS는 다양한 해양 환경에 맞춘 커스터마이징 솔루션을 제공하여 글로벌 해상풍력 시장에서 그 영향력을 확대하고 있습니다. 특히 국내의 귀신고래3 프로젝트의 설계를 담당하였고 현대중공업과 함께 제작 및 설계를 주도 하고 있습니다.

 

5.국내 Floating 해상풍력 제작 업체

1. 현대중공업

현대중공업은 해양 구조물 제작 분야에서 세계적인 기술력을 보유하고 있으며, 부유식 해상풍력 발전 시스템에서도 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 현대중공업은 Equinor와 협력하여 부유식 해상풍력 발전 플랫폼의 부유체를 제작하고 있으며, 앞으로도 세계 부유식 해상풍력 시장에서 활발한 활동을 기대하고 있습니다.

2. 삼성중공업

삼성중공업은 해양 플랜트 분야에서 오랜 경험을 쌓은 기업으로, 부유식 해상풍력 설비 제작에 집중하고 있습니다. 이 회사는 특히 부유식 해상풍력 발전 설비의 설계와 제작에서 글로벌 파트너들과의 협력을 통해 경쟁력을 강화하고 있으며, 다수의 국내외 프로젝트에 참여하고 있습니다.

3. 두산에너빌리티(구 두산중공업)

두산에너빌리티는 풍력 터빈 제작 및 해상풍력 솔루션 제공에 있어서 중요한 역할을 하고 있는 한국의 대표적 기업입니다. 두산은 해상풍력 발전기를 자체 기술로 개발해 왔으며, 향후 부유식 해상풍력 발전 시스템으로 기술을 확장하고 있습니다. 특히, 국내 해상풍력 시장에서 큰 활약이 기대되는 회사입니다.

 

6.한국의 부유식 해상풍력 전망

한국은 해상풍력 발전에 최적화된 해역을 보유하고 있어, 부유식 해상풍력 발전의 잠재력이 큽니다. 특히 서해와 남해의 깊은 해역은 부유식 해상풍력 기술이 적용되기에 적합한 환경을 제공하며, 정부의 그린뉴딜 정책과 맞물려 부유식 해상풍력 발전이 활성화되고 있습니다. 한국의 기술력과 세계적인 기업들의 협력으로 한국의 부유식 해상풍력 시장은 빠르게 성장할 것으로 기대됩니다.

 

결론

Floating 해상풍력은 기존 해상풍력의 한계를 넘어, 깊은 바다에서 안정적인 전력 생산이 가능한 차세대 기술로 자리 잡고 있습니다. 해외의 선도적인 설계 업체인 Principle Power, Equinor, Hexicon, DORIS와 국내 제작업체인 현대중공업, 삼성중공업, 두산에너빌리티가 이 시장에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 부유식 해상풍력 기술은 미래의 재생 가능 에너지 공급을 책임질 핵심 솔루션으로, 전 세계적으로 큰 주목을 받고 있습니다.