상업 발전에 도전하는 SeaTwirl 수직축 풍력터빈

 

(Credit: SeaTwirl)

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차세대 풍력 발전의 미래는 결국 부유식 풍력 발전기라고 할 수 있습니다. 지구 표면의 대부분은 결국 바다인데 현재는 얕은 바다에만 기둥을 세우고 풍력 발전기를 설치하고 있어 일부 자원만 사용하고 있기 때문입니다. 더 발전량을 늘리기 위해서는 결국 깊고 먼 바다에 발전기를 설치해야 합니다.

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부유식 풍력 발전기에 대해서 제자백가식 아이디어가 나오는 와중에 스웨덴의 씨티훨 SeaTwirl은 합리적인 디자인의 수직축 풍력터빈 vertical-axis wind turbine (VAWT)의 테스트를 성공적으로 진행하고 다음 단계로 넘어갈 준비를 하고 있습니다.

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씨티훨의 수직축 풍력터빈은 전통적인 세 개의 블레이드를 지닌 수평축 풍력터빈 horizontal axis wind turbines (HAWTs)와 비교할 때 세 가지 이점을 지니고 있습니다. 우선 모든 방향에서 오는 바람을 받을 수 있어 바람의 방향에 따라 회전하는 무겁고 복잡한 장치가 필요 없습니다.

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두 번째로 무거운 발전기를 아래에 설치해 물위에 띄웠을 때 훨씬 안정적으로 발전기를 유지할 수 있습니다. 마지막으로 발전기가 회전하는 반경이 좁아 훨씬 밀집해 설치가 가능합니다.

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하지만 아무리 이론적으로 우수해도 실제 환경에서 뛰어난 성능과 내구성을 지녔는지는 실제 환경에서 테스트해야 알 수 있습니다. 2012년에 설립된 씨티훨은 2015년 스웨덴 앞 바다에서 30kW급 부유식 풍력 발전기 프로토타입인 S1을 설치해 7년간 내구성과 발전 성능을 테스트했습니다. S1은 물 위에 뜬 부분의 높이가 13m이고 잠긴 부분이 18m 정도입니다.

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여기서 긍정적인 결과를 얻은 씨티훨은 상업 발전에 한 걸음 더 다가간 1MW급 풍력 발전기를 개발하고 있습니다. S2x 프로토타입은 물 위에 뜬 부분이 높이 55m에 물 속에 잠긴 부분이 80m로 최소한 수심 100m가 넘는 바다에 설치할 수 있습니다. 첫 설치 시점은 2023년으로 예정되어 있습니다.

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이후 2025년까지 6-10MW급 상업 발전이 가능한 부유식 풍력 발전기를 개발하는 것이 이들의 목표입니다. 궁극적으로 30MW급의 초대형 부유식 풍력 발전기 개발도 가능하다는 것이 이들의 생각입니다.

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씨티훨 측은 발전 단가를 €50 (US$50)/MWh까지 낮출 수 있다고 보고 있습니다. 하지만 실제 경제적인 상업 발전은 가능하더라도 2030년대의 일일 가능성이 높습니다. 하지만 다른 모험적인 아이디어에 비해 씨티훨의 발전기는 상당히 오랜 시간 실제로 바다에서 프로토타입을 운용해 실현 가능성이 높아 보입니다.

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과연 상업 발전까지 성공할 수 있을지 주목됩니다.

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참고

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https://newatlas.com/energy/seatwirl-vawt-norway/

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