중국이 남부 해안에 세계 최대 규모 단일 부유식 해상 풍력 발전기를 설치하며 해상 재생에너지 기술 경쟁에서 주목받고 있다.

과학매체 라이브사이언스는 최근 중국이 광둥성 양장해 인근 해역에 16메가와트(MW)급 부유식 해상 풍력 발전기 ‘삼협 파일럿(Three Gorges Pilot)’ 설치를 완료했다고 보도했다. 해당 설비는 국영 전력회사 중국 삼협집단공사(CTG)가 건설했다.

이번 프로젝트는 수심이 깊어 기존 고정식 해저 기초를 설치하기 어려운 먼바다 해역에 조성됐다. 부유식 해상 풍력 발전은 터빈을 바다 위 반잠수식 플랫폼에 설치한 뒤, 이를 쇠사슬과 앵커로 해저면에 연결해 고정하는 방식이다.

이 기술은 깊은 바다에서도 안정적으로 풍력 발전을 가능하게 해 기존보다 훨씬 넓은 해양 지역을 에너지원으로 활용할 수 있다는 장점이 있다. 특히 먼바다의 강한 바람을 활용할 수 있어 발전 효율 향상에도 유리하다는 평가를 받는다.

삼협 파일럿에 적용된 터빈은 16MW급으로, 로터 직경은 252m에 달한다. 블레이드 끝 높이는 수면 위 270m 이상까지 올라가며, 초대형 규모를 자랑한다.

플랫폼은 20m가 넘는 파도와 시속 264㎞에 달하는 강풍까지 견딜 수 있도록 설계됐다. 관계자에 따르면 플랫폼은 흡입 앵커와 앵커 체인, 고강도 폴리에스터 로프를 결합한 계류 시스템으로 고정된다. 여기에 평형수시스템과 실시간 모니터링 기술을 적용해 구조물의 안정성을 유지하고 과도한 이동을 방지한다.

엔지니어들은 부유식 플랫폼의 움직임에도 안정적으로 전력을 전달할 수 있도록 특수 설계된 66킬로볼트(kV)급 다이내믹 해저 케이블도 도입했다. 해당 케이블은 물결 형태 구조를 적용해 유연성을 높였으며, 고탄성 도체와 강화 외장 장갑층, 피로 저항성이 높은 절연·피복 소재를 사용했다.

해당 발전기가 최대 효율로 운영될 경우 연간 약 4465만kWh의 전력을 생산할 것으로 예상된다. 이는 미국 일반 가정 약 4200가구가 1년 동안 사용할 수 있는 전력량에 해당한다.

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라이브사이언스는 부유식 해상 풍력 발전기가 단순히 파도와 해류의 움직임을 견디는 수준을 넘어, 장기간 극한 해양 환경에서도 블레이드와 구동계 성능을 안정적으로 유지해야 하는 고난도 엔지니어링 기술이라고 설명했다.

특히 이번 설비는 세계 최대 규모라는 점뿐 아니라 대형 로터 하중 제어, 플랫폼 안정성 확보, 동적 계류 시스템 구축, 해상 전력망 연결 등 복합적인 기술 과제를 해결했다는 점에서 의미가 크다고 평가했다.