[기획] “해상풍력발전 기술개발 선봉에 서다”
[기획] “해상풍력발전 기술개발 선봉에 서다”
  • 권일구 기자
  • 승인 2012.09.10 10:01
  • 댓글 0
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대구경 대수심 해상기초시스템 기술 개발

한국건설기술연구원은 지난 2010년 9월부터 오는 2014년 9월까지 대형 풍력발전 설비의 해상설치를 위한 대구경·대수심 기초구조물의 설계·시공·품질관리에 대한 기술을 연구과제로 삼고 공동연구기관과 함께 개발 중에 있다.

천해용 대구경 모노파일 시공시스템과 대수심버켓기초 시스템 개발이 그것.

이를 통해 신재생 에너지원 확보를 위한 ‘해상풍력발전 기초시스템’ 기술 기반을 정립한다는 계획이다.

이번 연구는 4년이라는 연구개발 기간 안에 해상풍력발전 구조물 지지체 설계 및 시공 기술 수요 분석, 핵심기술 개발, 현장 실증 연구를 수행하여 실용화 기반을 구축하고, 향후 수년 내에 국내의 해상 풍력 에너지원 개발 사업의 기반 기술로 활용하는 것을 최종목표로 설정했다.

연구결과의 활용면에서 살펴보면, 1세부 과제는 대구경 모노파일 시공장비를 포함한 해상풍력 대형기초 시공플랫폼 기술개발과 해상풍력 타워 연결기술 개발 및 설계/유지관리 기술로 개발을 통한 최대 수심 30m까지 설치 가능한 해상풍력용 모노파일 건설 시스템을 연구내용을 하고 있다.

또 2세부과제는 최대 수심 50m까지 설치 가능한 버켓기초의 설계, 시공기술 개발 및 현장재하시험을 통한 해상풍력발전기용 버켓기초의 지지력 검증을 연구내용으로 하고 있다.

최근 국내에서는 해상풍력단지조성 입지후보지로 서남해안과 제주도 인근이 대두되고 있다.

본 개발기술은 그린에너지 창출이라는 국가정책과 세계적인 정책기조에 부합하므로, Test Bed 적용을 통한 성과검증과 실용화가 용이하다는 장점을 지녔다.

현장적용 방안은 해상풍력사업이 본격화되는 시점에 발맞춰 현장실증연구가 수행되기 때문에, 우선적으로 해상풍력단지 입지로 선정된 지역에서 이번 연구의 성과를 직접적으로 활용할 수 있을 것으로 보인다.

▲ 공정관리 및 시공분석

[인터뷰] 포스코건설 R&D센터 TA그룹 이용준 박사

▲ 이용준 박사
포스코건설은 천해용 대구경 모노파일 시공시스템 개발 국책과제에서 해상풍력발전을 위해 최상의 입지조사와 설계를 담당하고 있다.

포스코건설 R&D센터 TA그룹 이용준 박사와 함께 이에 대해 알아봤다.

▲포스코건설 참여 수행하는 과제에 대해 말해 달라.
-과제명은 해상풍력발전 입지조사 및 설계로 당사는 해상풍력발전사업을 위한 입지타당성 분석과 대구경 모노파일 시공관리를 담당하고 있다. 현재 본인이 책임연구원으로 총 7명이 참여 연구원으로 일하고 있다.

▲이번 연구과제는 4년에 걸쳐 진행되고 있다, 연차별 연구 성과는.
지난 2010년 9월부터 2011년 6월까지 약 9개월 동안이 1차년도 연구 성과기간이었다.

주요 연구내용을 살펴보면, 먼저 해상풍력 입지 분석 절차 및 조건별 자료 수집/분석, 절차수립을 통해 풍황, 수심, 지반, 육지이격 거리 등 분석조건을 검토했다. 이어 국내 해상풍력발전 사업추진 지자체 및 사업주체를 파악하고 입지 조건을 고려한 테스트베드 후보지로 전남북 3곳, 경북 1곳, 제주도 5곳의 예비후보지를 선정했다.

이러한 기초를 바탕으로 예비입지분석 보고서와 논문발표 1건 등의 연구 성과물을 낼 수 있었다. 2차년도 연구 기간은 2011년 6월부터 지난 6월까지 총  12개월로 해상풍력 입지분석 절차에 따른 예비분석 수행이 주요 연구내용이다. 9개 후보지중 예비분석을 통해 4개의 테스트베드 후보지를 선정했다. 또 4개 테스트베드 후보지의 풍황분석, 예상발전량 산출, 개략공사비 산출을 통한 경제성 평가 및 시공적합성 평가했다.(3MW급 10기 조건)

3차년도 연구 계획은 2012년 6월부터 오는 2013년 6월까지 총 12개월로 주요 연구내용은 테스트베드에 대한 상세 입지분석 및 시공적합성을 평가한다. 또 테스트베드 시공 중 BIM기법을 이용한 3차원 공정관리를 지원하게 된다. 연구성과물로는 테스트베드 상세 입지분석 보고서 및 공정관리 보고서, BIM을 이용한 공정관리 자료 등이며, 논문발표 1건, 특허출원 1건 등의 연구성과물을 냈다.

▲입지선정 절차는.
우선 입지조건 기초조사와 환경영향조사를 실시하는데 이들 모두 문헌자료와 기존자료, 현지조사를 통해 조사가 이뤄진다. 입지는 풍황, 수심, 지반, 육지이격거리 등으로 환경조사는 소음영향거리, 생태계보호구역 등의 조사를 통해 입지후보지를 예비 선정하게 된다.

이처럼 입지후보지가 선정되면, 이곳의 풍황, 수심, 지반, 해양, 지장물, 민원 등 상세조사를 통해 풍황을 분석하고 예상발전량을 산출하며, 개략공사비를 산출하게 된다. 이를 통해 입지후보지의 경제성을 평가한다. 이런 절차를 거치게 되면 최종 입지가 선정되는 것이다.

▲하고 싶은 말.
우리나라 해상풍력발전을 위한 기초시스템 개발은 처음이라고 생각하면 된다. 그렇기 때문에 어떠한 샘플링도 찾아 볼 수 없다. 선두 주자로 볼 수 있다는 얘기이다. 그 만큼 난관도 많다. 연구과제를 수행하기 위해 기관과 업체가 서로 협력하고 있는 만큼 좋은 결과가 도출될 것으로 믿고 있으니 지켜봐 달라.


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