김민석 한전 전력연구원 연구원, “해상풍력 환경모니터링 시스템, 서남해 실증단지에 시범 적용”
김민석 한전 전력연구원 연구원, “해상풍력 환경모니터링 시스템, 서남해 실증단지에 시범 적용”
  • 이재용 기자
  • 승인 2019.04.04 15:31
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‘해상풍력단지 환경모니터링 시스템’ 개발
해상풍력단지 효율적 운영·확대 보급 기여
김민석 한전 전력연구원 신재생에너지연구소 재생에너지연구실 연구원.
김민석 한전 전력연구원 신재생에너지연구소 재생에너지연구실 연구원.

[일렉트릭파워 이재용 기자] 해상풍력 환경 모니터링시스템 개발은 한전 전력연구원, 한국환경정책평가연구원, 한국해상풍력, 한국해양과학기술원, 네오앤비즈 5개 기관이 참여하는 국책과제다.

첫 대규모 해상풍력단지에 대한 국내 최초 과학적 장기 해양환경 모니터링 연구로 해저지형 변화, 조류, 인근 어류 등 생태계영향 규명을 위한 과제로 연구 성과물은 추후 국내 대규모 해상풍력단지 건설에 활용될 계획이다.

한국전력(사장 김종갑)은 해상풍력단지 주변 환경변화를 관측하는 환경모니터링 시스템을 개발하고 2월부터 서남해 해상풍력 실증단지에 시범 적용했다고 밝혔다.

한전 전력연구원이 개발한 환경모니터링 시스템은 레이더, 음향탐지기, 무인선박 등을 활용해 반경 약 4km 내 파도·조류·기상 및 수질 등 환경정보를 관측하고 관측정보를 풍력단지 운영에 활용하는 시스템이다.

수집된 관측정보는 풍력발전기 수명과 관련된 중요한 데이터다. 이를 활용시 해상풍력 단지의 안정적이고 경제적인 운영이 가능하다고 관계자는 설명했다.

지금까지는 해상풍력 단지의 관측업무를 직접 현장에서 사람이 수행했지만 관측업무의 무인화로 조사자의 안전성까지 확보됐다는 평가다.

풍력단지 개발로 인한 환경영향 규명
서남해 해상풍력 실증단지에 시범 적용된 환경모니터링 시스템은 무인선박 등을 활용해 주변 최대 4km까지 해양자료(유속·수심 등)를 관측하는 레이더가 설치돼 있고 무인선박을 통한 관측 및 감시, 해양관측 부이를 통한 표층별 해양자료(DO, 수온, 염분, chlorophyll 등) 취득이 가능하며 음향 탐지기를 활용한 지형변화 및 어류의 종류 등도 파악이 가능하다.

모니터링으로 취득한 자료들은 LTE 모뎀이나 위성 통신을 통해 고창전력시험센터에 있는 환경 모니터링 상황실에 전송되고 정보관리시스템을 통해 실시간으로 자료를 확인할 수 있다.

김민석 한전 전력연구원 연구원은 “해상풍력 환경모니터링 시스템은 그 목적이 해상풍력단지 개발로 인한 해양환경영향을 규명하는데 있다”며 “해상풍력단지 인근에 설치된 환경모니터링 플랫폼을 통해 시범 적용이 이뤄졌고 현재 서남해 해상풍력 실증단지가 건설 중에 있지만 건설 전과 건설 후의 자료는 영향규명의 베이스라인 자료로 그 가치가 충분하다고 생각해 해상풍력터빈 건설 중 지형변화, 부유사 확산, 해양물리변화 등의 자료를 취득했다”고 설명했다.

전력연구원은 추후 서남해 해상풍력 실증단지가 완공되면 해상변전소에 환경모니터링시스템을 연계하도록 추진한다는 계획이다.

한전 전력연구원에서 개발한 해상풍력단지 환경모니터링시스템은 관리와 유지보수 측면에서도 비용절감을 가능케 할 것으로 보인다.

기존의 물리관측 방식보다는 훨씬 안전하고 비용이 적어 경제성 향상에 큰 도움이 될 것이라는 게 관계자의 설명이다. 장비 무인화의 경우 위성통신 등을 사용하기 때문에 그에 따른 비용은 소요되지만, 인력이 투입되는 해상관측으로 인한 주기적인 인명피해는 막을 수 있어 사회적 비용은 훨씬 줄어들 것으로 예상된다.

데이터 정확도 향상에 중점··· 향후 분야 확장
국내와 달리 유럽은 해상풍력 환경모니터링을 정부차원에서 주도적으로 시행하고 있다.

덴마크는 Horns Rev 해상풍력단지를 대상으로 환경모니터링 시스템을 2단계로 나눠 진행했다. 2000년부터 2006년까지 1단계를 시행해 취득한 노하우를 바탕으로 2단계는 2006년부터 2010년까지 진행했다. 또 해상풍력단지 건설로 인한 환경영향을 정부차원에서 규명해 사회 수용성을 높였다.

정부의 재생에너지 3020 정책 관련 해상풍력단지에 사업이 늘어남에 따라 국내 환경모니터링 분야의 시장성 또한 성장할 것이란 전망이다.

기존 해양환경 관측은 조사자가 현장에 방문해 직접 측정하는 방식이었다.

김민석 연구원은 “전산·무인화해 플랫폼으로 구축하는 과정이 다소 힘들게 느껴졌던 것 같다. 하지만 플랫폼 개발이 완료되면 앞으로 날씨에 영향을 받지 않고 안전하게 양질의 데이터를 얻을 수 있고, 국내 최초로 개발되는 시스템이므로 책임감을 가지고 연구를 지속해 나갈 수 있다”며 “현재는 플랫폼 관측 데이터의 정확도를 높이는 부분에 집중하고 있다”고 설명했다.

서남해 해상풍력 환경모니터링 시스템의 시범적용은 추후 해상변전소와 연계하는 환경모니터링 운영 단계 전까지는 계속될 것이라는 예상이다.

김민석 연구원은 “현재 풍력단지 내 통항이 이뤄지지 않고 있고 여러 가지 해상활동 등이 제한돼 있기 때문에 건설 중에는 제약이 있을 것이라고 보지만 실제 준공이 완료되면 해상활동에 대한 안전 방안이나 수산업 공존 사업 등 포함돼야 할 사항이 많이 있기 때문에 시범적용을 기반으로 더욱 확장해 나갈 것으로 기대하고 있다”고 설명했다.

한전 전력연구원의 해상모니터링시스템 플랫폼과 부이.
한전 전력연구원의 해상모니터링시스템 플랫폼과 부이.

정부의 재생에너지 3020 정책은 기본적으로 유한한 자원의 소모를 줄이고 재생가능한 청정자원을 활용해 전력을 공급하는데 목적이 있다.

전력연구원의 환경모니터링 시스템은 국내에서 최초로 실시간 양질의 해양데이터를 취득하는 설비다. 데이터 확보는 전력생산량과 설비의 수명을 예측하는 시뮬레이터 등 다양한 시스템 개발로 이어지게 된다.

전력연구원 관계자는 향후 해상풍력 관련된 여러 가지 기술 개발에 해상모니터링 시스템의 데이터가 도움이 되고 국내 해상풍력 확대가 되길 기대하고 있다고 설명했다.


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