부유식 풍력 터빈 건설의 이유와 현재 상황, 기대되는 효과를 알아봅니다. 세계적으로 이미 유럽과 아시아에서는 부유식 풍력 터빈을 이용한 여러 가지 본격적인 실증 프로젝트가 진행되고 있습니다. 하이윈드 스코틀랜드 프로젝트는 2017년 노르웨이 에너지 회사 에퀴노르가 설계한 스파 부이로 5개의 6메가와트 터빈을 지원하는 최초의 상업적 규모의 해상 부유식 풍력 발전소가 되었습니다.
부유식 풍력 터빈 현재 상황은?
에퀴노어 윈드 US는 중부 캘리포니아 앞바다에서 낙찰가 중 하나를 냈습니다. 또 다른 낙찰자는 RWE 오프쇼어 윈드 홀딩스였습니다. RWE는 유럽에서 풍력 발전소를 운영하고 있으며 3개의 부유식 풍력 터빈 시연 프로젝트를 가지고 있습니다. 관련된 다른 회사들인 코펜하겐 인프라 파트너, Invenergy 및 Ocean Winds는 대서양 연안 임대 또는 기존 해상 풍력 발전소를 보유하고 있습니다.
부유식 해상풍력발전소가 상업적 기술로 자리 잡아가고 있지만 여전히 해결해야 할 기술적 과제가 남아 있습니다. 플랫폼의 움직임은 블레이드와 타워에 더 큰 힘을 가할 수 있으며, 더 복잡하고 불안정한 공기역학을 야기할 수 있습니다. 또한 수심이 매우 깊어짐에 따라 계류 라인, 앵커 및 전기 케이블의 비용이 매우 높아질 수 있으므로 더 저렴하지만 여전히 신뢰할 수 있는 기술이 필요할 것입니다.
그러나 저희는 가까운 미래에 부유식 구조물에 의해 지원되는 더 많은 해상 터빈을 볼 수 있을 것으로 기대할 수 있습니다.
부유식 풍력 터빈을 띄우는 세 가지 주요 방법
부유식 풍력 터빈은 다른 풍력 터빈과 마찬가지로 작동합니다. 바람이 날개를 밀어 로터를 회전시켜 전기를 생성하는 발전기를 구동합니다. 그러나 그것의 탑이 땅이나 해저에 직접 박혀 있는 대신, 떠다니는 풍력 터빈은 아래 해저의 닻과 연결되는 체인이나 밧줄과 같은 계류 라인이 있는 플랫폼에 놓여 있습니다.
이 계류선들은 바람에 맞서 터빈을 제자리에 고정시키고 그것의 전기를 해안으로 다시 보내는 케이블에 연결된 상태로 유지합니다.
대부분의 안정성은 플로팅 플랫폼 자체가 제공합니다. 기술은 강한 바람이나 폭풍 속에서 터빈이 너무 멀리 기울지 않도록 플랫폼을 설계하는 것입니다.
세 가지 유형의 플랫폼
- 스파 부이 플랫폼은 터빈 타워에서 아래로 연장되는 긴 중공 실린더입니다. 그것은 깊은 물 속에서 수직으로 떠다니며, 무게 중심을 낮추기 위해 실린더 바닥에 있는 밸러스트로 무게를 가합니다. 그리고 나서 그것은 제자리에 고정되지만, 손상을 피하기 위해 물과 함께 움직일 수 있도록 느슨한 선이 있습니다. 스파 부표는 수년간 석유 및 가스 산업에서 해상 작업을 위해 사용되어 왔습니다.
- 반잠수식 승강장에는 타워에서 뻗어 나온 대형 부유 선체가 있으며, 표류를 방지하기 위해 정박하기도 합니다. 디자이너들은 이 선체들 중 일부에서 여러 개의 터빈으로 실험을 해왔습니다.
- 텐션 레그 승강장은 바닥으로 곧장 이어지는 팽팽한 줄이 있는 작은 승강장이 있습니다. 이들은 안정성을 위해 계류선과 닻에 더 의존하기 때문에 더 가볍지만 지진이나 쓰나미에 더 취약합니다.
왜 부유식 풍력 터빈이 필요할까요?
가장 강력한 풍력 자원 중 일부는 미국 서부 해안, 오대호, 지중해, 일본 해안과 같이 수백 피트 아래의 물이 있는 지역의 해안에서 떨어져 있습니다.
해상 풍력 발전 잠재력
해상 풍력 발전 잠재력은 고정 터빈에 비해 물이 너무 깊은 지역에서 더 강합니다. 미국의 경우 12월 초에 경매된 미국의 임대 지역은 중부 캘리포니아 모로 베이와 오리건 주 경계 근처의 두 지역에서 약 583 평방 마일에 걸쳐 있습니다. 캘리포니아 앞바다의 물은 빠르게 깊어지기 때문에 해안에서 몇 마일 떨어진 풍력 발전소는 떠다니는 터빈을 필요로 할 것입니다.
정부 추산에 따르면 이들 5개 지역의 풍력 발전소는 150만 가구에 전력을 공급하기에 충분한 약 4.6기가와트의 청정 전력을 공급할 수 있습니다. 우승한 회사들은 그들이 훨씬 더 많은 전력을 생산할 수 있다고 제안했습니다.
첫 미국 태평양 풍력 임대 판매 결과
43개 회사가 캘리포니아 해안에서 부유식 풍력 발전소 개발을 위한 5개 임대 지역에 입찰하도록 연방 정부에 의해 승인되었습니다. 잠정적인 우승자들은 2022년 12월 7일에 발표되었습니다.