해상변전소 건설 시공경험… 국제 경쟁력 확보
[일렉트릭파워 이재용 기자] 정부의 신재생·가스발전을 통한 에너지 전환정책이 속도를 내는 가운데, 태양광 및 풍력을 이용한 발전이 확산되고 있다.
이 중 풍력발전은 대표적인 청정에너지원으로 각광받고 있지만 육상에선 환경과 민원 등으로 제약이 뒤따르는 있어 대규모 발전단지 조성에는 어려움이 많다. 상대적으로 정부의 재생에너지 3020 이행계획을 성공적으로 완성하기 위해 육상풍력보다는 대규모 해상풍력 단지조성이 유리하다는 데에 힘이 실린다.
대표적인 케이스가 서남해 해상풍력발전이다. 서남해 해상풍력은 400MW 규모의 발전단지를 해상에 건설하는 국책 프로젝트로 1단계 60MW 실증단계와 2단계 400MW 시범단지 조성, 3단계 2GW 확산단계로 나눠 진행된다. 3단계는 확산단계로 총 10조원으로 구성돼 민간사 투자로 수행할 계획이다.
서남해 해상풍력단지는 전북 고창군에 위치한 구시포항에서 약 10km 떨어져 있는 위도 먼 바다에서 진행되고 있으며, 해상 풍력단지에서 육상으로 연결하는 해상변전소가 완공돼 모습을 드러냈다.
서남해 해상풍력 1단계 사업은 2019년 말까지 전체 공사비용 약 5,000억원을 들여 3MW 20기 총 60MW의 풍력단지가 조성된다.
본지에서는 공사가 한창 진행되고 있는 서남해 해상풍력단지와 해상변전소를 찾았다.
해상풍력기 구조물 설치공사, 소음 및 수중 관리 철저
구시포항에서 약 10km, 격포항에선 약 18km 떨어져 있는 서남해 해상풍력 단지를 찾기 위해 찾은 날에는 금방이라도 해우가 쏟아져 내릴 듯한 먹구름이 하늘의 절반을 덮고 있었다. 다행스럽게도 남쪽 하늘은 파란 에머랄드 빛이 청량감을 발산했다.
무거운 우려속에 격포항에서 출발한 쾌속정에서 맞은 서해의 바다는 잔잔했다.
격포항에서 출발한 지 20여분이 지나서 망망대해에 우뚝 솟아오른 몇 개의 기둥들이 멀리 시야에 들어왔다. 서남해 해상풍력 조성단지에 들어선 것이다.
서남해 해상풍력단지에 세워지는 풍력발전 타워건설은 1호기에서 20호기까지 순차적으로 세워지지 않고 라인별로 공사가 진행중이다. 총 3개 라인으로 구성돼 있는데, 내부망 연결 및 시운전 연결을 위해서다.
서남해 해상풍력은 이미 완공된 3기를 포함해 올해 10월까지 상부구조물 10기를 추가해 총 13기가 건설완료할 예정이며, 내년 7월까지 상부 20기를 완료한다는 계획이다. 이후 4개월간의 시운전을 통해 2019년 11월에 완공할 예정이다.
현대건설에서 기초구조물·제작 설치 18기를 수행하며, 3MW 풍력기 20기 설치공사를 진행하고 있다. 두산중공업은 기초구조물에 대한 실시설계, 3MW 풍력기 20기 제작을 맡고 있다. 풍력기 20기 중 2기는 R&D 과정으로 2호기는 포스코 자켓구조물과 7호기 한전 전력연구원에서 수행하는 석션자켓 구조의 풍력발전기가 포함된다.
서남해 해상풍력의 케이블 공사는 현재 전기연구원에서 수행중인 1차 내부망공사(변전소-2호기-7호기-8호기)는 진행 중이며, 한전 중부건설본부에서 수행중인 외부망 해저케이블 공사는 업체선정이 완료돼 공사 준비중이다. 또 잔여 내부망 해저케이블 공사는 업체선정이 진행 중이다.
풍력발전시스템 기초구조물 설치를 위해 공사시 발생하는 소음에 대해서도 철저한 대비를 마련했다. 공사시 발생하는 소음은 파일 항타작업 등 주요 작업시 공인기관을 통해 지속적으로 계측하고 있으며, 수중소음 기준치는 작업장 10m 이내 210dB 피크며, 계측결과는 모두 기준치 이내의 값을 보이고 있다는 건설 관계자의 설명이다.
국내 풍력발전은 외국의 풍황에 비해 떨어진다는 단점을 안고 있다. 때문에 유럽의 경우에는 대용량 풍력터빈 개발이 주를 이루고 있으며, 바람의 강도가 좋은 지역적 특성으로 대용량이다. 이에 비해 국내는 바람의 강도가 낮아 저풍속 풍력이 주를 이룬다.
현대건설 관계자는 “서남해 해상풍력에 설치되는 풍력발전시스템은 지역적 특성에 맞게 저풍속에서도 효율을 높인 장비들이다. 때문에 국내 여건에 적합하다는 장점을 갖고 있으며, 향후에는 해외 시장에서도 경쟁력이 있을 것으로 전망된다”고 설명했다.
해상변전소 구축, 해상풍력 새로운 트랙레코드 확보
해상에 모습을 드러낸 해상변전소에는 154kv 변압기와 23.4kv GIS 주요설비들이 들어서있다.
바다에서 상부 변전소까지 높이는 약 23m로 가파른 계단을 오르는 과정이 아찔하기만 하다.
해상변전소 탑사이드는 20×20×25.5m로 1층 Access Deck는 오수정화시설이 위치해 있고, 2층 Celler Deck는 거주시설과 비상발전기, 담수화설비, 소화장치 및 육상과 연계할 수 있는 통신실 등이 위치해 있다. 3층은 MaIN Deck로 해상변전소 주요설비인 변압기실과 GIS실이며, 4층은 Roof Deck로 항로 표지 및 레이더 장치 및 전망대로 구성돼 있다.
해상변전소 건설 관계자는 육상에서 모든 시설들의 시운전이 완료돼야만 하는 공사로 설비 설치 후 육상 시운전없이 해상에서 시운전을 하고 오류를 보완한다는 건 쉽게 접근할 수 있는 육상시설에 비해 많은 인력과 장비·시간이 소요되는 사항이었다고 설명했다.
때문에 육상에서 모든 조건을 맞춰 시운전을 시행했으며, 해상 시운전 완료를 위해 우선적으로 설치기간을 단축해 시운전 시간을 확보해야 했다는 점을 애로점으로 꼽았다.
또 해상운송 중 진동에 의한 GIS 및 변압기의 손상을 방지하기 위해 해상날짜를 감안해 충분한 운송일자를 잡고 운항했으며, 운중 중 각 설비에 진동계를 장착해 진동이 영향을 미쳤는지 확인 후 이상이 없음을 확인하고 3,000t 해상크레인을 이용해 설치를 완료했다고 설명했다.
해상변전소 완공으로 우리나라의 공사기술이 국제경쟁력을 갖췄다는 평가다.
현대건설 서남해 해상풍력 건설관계자는 “동남아 등은 국내 건설업체들이 많이 진출한 지역으로 현재 많은 풍력 발전단지를 계획 또는 시공 중에 있으며, 서남해 해상풍력 실증단지를 통해 아시아 최초 해상변전소 건설 시공경험은 충분히 해외에서도 통할 시공 경험”이라고 자신하며 “특히 해상풍력을 적극적으로 추진하는 대만은 풍력발전기 하부구조물 시공사에 대해 한국업체도 검토 중에 있는 단계”라고 말했다.
해상변전소를 설치하는 이유에 대해선 해상풍력 실증단지에서 육상으로 해저케이블을 통해 바로 연결해도 되지만 향후 국내 해상풍력발전단지의 규모 및 거리를 감안하면 각각의 케이블 연결보단 승압을 통해 전력손실을 최소화 할 수 있는 해상변전소가 필요하다는 설명이다.
바다 한가운데서 공사를 수행하는 해상풍력단지 조성은 현장에서의 안전관리, 환경관리에 만전을 기해야 한다. 또 파도 및 강풍 등 기상여건의 변화로 인한 대응이 뒤따라야 한다. 사전 기상정보를 철저히 분석해 공사를 수행해야 하며, 자연에 순응하며 공사를 성공적으로 수행해 나가야 한다.
서남해 해상풍력 해상변전소와 건설현장을 돌아보며, 신재생에너지를 통해 정부의 에너지전환 정책의 성공적 완성에는 해상풍력에 해법이 있다는 분석이다.
