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소형 터빈 117개로 가동되는 거대한 부유식 풍력발전소


 

 

노르웨이 기업 윈드 캐칭 시스템즈(Wind Catching Systems) 기존 화석 연료와 비슷한 가격으로 8 가구에 공급할 양의 재생에너지를 생산할  부유식 풍력발전기를 개발하고 있다.

 

일명 윈드캐처(Windcatcher) 300미터 높이의 구조물 내에   이상의 회전날개가 수직으로 층층이 쌓인 형태다.

 


바다에  있는 윈드캐처는  높이가 에펠 타워에 견줄  하다.

 


업체에 따르면,  윈드캐처 하나가 생산할  있는 에너지량은 현존하는 가장 강력한 해상 터빈의 5배에 달하지만, 생산가격은 절반으로 떨어진다.

 

윈드 캐칭 시스템즈는  1 발전기를 향후 3 이내에 설치하는 것을 목표로 삼고 있다. 다른 해상 기술들의 경우, 향후 10년을 목표로 자사와 동일한 가격의 에너지 생산을 추진하고 있다고  윈드 캐칭 시스템즈의 CEO 올레 헤그헤임(Ole Heggheim) 디진과의 인터뷰에서 말했다.

 

얕은  속에 기초를 고정시키고  위에 설치하는 터빈과는 달리, 부유식 터빈은 깊고  트인 바다 위에서 부는 높은 바람을 활용할  있다.

그러나, 길이가 최대 115미터에 달하는 거대한 날개 때문에, 이들 부유식 터빈이 가동할  있는  풍속은 일반적으로 초속 11미터 정도까지다.

 

윈드 캐칭 시스템즈의 계획은 15미터 길이의 날개를 가진 작은 터빈을 도입해 분당 회전수를 늘리고 초속 17~18미터의 강풍까지도 활용함으로써 에너지 생산량과 효율을 높이는 것이다. “초속 11미터에서 바람은 제곱미터  350와트의 에너지를 가집니다. 풍속이 17미터로 세지면 에너지량도 13,000와트로 올라갑니다. 따라서, 우리는 기하급수적인 바람의 힘을 활용하려고 합니다.”

 



윈드캐처에서는 강철 프레임 내에 117개의 작은 터빈을 설치하고 이를 반잠수식 3동선 보트에 돛처럼 세운다. 회전식 탑에 고정된  돛은 바람의 방향으로 돌아간다.

, 터빈들을 근접 배치함으로써 이들의 상호작용으로 난기류가 형성되는 멀티로터 효과를 누릴  있다. 이로써 에너지 생산량를 최대치로 끌어올릴  있다.

 

시설이 차지하는 면적을 80%까지 줄이면서도 윈드캐처  대가 생산할  있는  에너지는 8 가구에 전력을 공급하기에 충분한 양이  것이라고 업체는 주장하고 있다.

 

업체에 따르면, 최적의 조건 하에 윈드캐처  대가 생산할  있는 전력은 연간 400기가와트시가  것이다. 현재 상용화되어 있는 가장 크고 강력한 부유식 터빈인 베스타 V236(Vestas V236) 경우, 발전량이 80기가와트시에 머문다.

부유식 터빈의 에너지 가격 또한 다른 재생에너지에 비해 여전히 높은 상태인데, 거대한 회전날개와 이를 지탱하는 대형 부유 시설물을 설치하고 유지하는데 드는 비용이  주요 원인이다.

 

그러나, 이미 상용화된 기술을 결합하고 여러 개의 회전날개를 단일 플랫폼 위에 쌓아 올림으로써 생산비를 줄일  아니라 제품 수명을 연장할  있어 결과적으로 에너지 공급비용을 낮출  있다고 헤그헤임은 주장한다.

 

 대로 5배의 에너지를 생산함으로써  대의 설치비를 절약할  있게 됩니다.”

기존의 풍력발전기를 바다에 설치하려면 특수 선박이 필요한데, 윈드캐처는 해안에서 제작한  설치장소로 이동할  있습니다.”

 

기존 터빈의 수명이 20년인데 비해, 윈드캐처는 돛에 설치된 엘리베이터 시스템을 이용해 개별 회전날개 교체가 가능하기 때문에 평균 수명 50년으로 설계된다.

 

2017년에 설립된 윈드 캐칭 시스템즈는 에너지기술연구소(Institute for Energy Technology)  서비스기업인 아이벨(Aibel) 협업해 윈드캐처 상용화를 추진하고 있으며, 2022년에 시범 설치 , 2024년부터 사업을 본격화할 계획이다.

 

글로벌 풍력 산업은 2019년과 비교해 지난  53% 생산 역량 증대를 보이며 역대 최고의 해를 기록했다고 세계풍력에너지협의회(Global Wind Energy Council)  보고서에서 밝혔다.

그러나 해당 보고서는 넷제로 목표를 달성하기 위해 향후 10년동안 풍력발전소 설치 속도를 3 빠르게 해야 한다고 경고하기도 했다.  

 

 

원문기사: Wind Catching Systems designs giant floating wind farm with 117 turbines (dezeen.com) 

 


 

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