나셀 경량화·제어장치 지능화 추진
신재생에너지, 특히 풍력분야 전문기업인 유니슨이 자체 개발한 2MW급 풍력발전기의 우수성을 입증해 해외 판로 개척의 초석을 마련할 계획이다. 국내 최초로 750kW급 풍력발전기의 국산화에 성공한 유니슨은 이미 지난 2007년 한국수력원자력과 공급계약을 체결하며 국내 풍력산업을 주도하고 있다.
유니슨은 이번 남동발전의 ‘해안 복합 풍력단지 최적설계 및 신뢰도 향상기술 개발’ 사업 참여로 상업운전을 통한 제품의 신뢰성을 확보함으로써 그동안 해외 시장 진출의 걸림돌로 작용한 ‘제품실증문제’에서 벗어날 전망이다.
이번 프로젝트에서 유니슨은 ‘나셀 구조물 설계·주제어 장치 개발 및 검증’ 과제를 수행하게 된다.
프로젝트 완수로 시장 확대 모색
내구연한이 일반적으로 20년 이상인 풍력발전기는 유지·관리의 어려움이 많은 설비이기 때문에 품질확보를 기반으로 고장률을 낮추는 것이 무엇보다 중요하다. 또한 발전단지 형태의 운영을 통한 안정적인 신뢰도 검증이 수반돼야 구매자로부터 인정받을 수 있어 공급여건도 까다로운 상황이다.
실제로 현재 대부분의 해외 바이어는 풍력발전기의 구매에 앞서 발전기의 상업운전 실적을 요구하고 있다. 심지어 국내 시장조차도 실증 과정을 거치지 않았다는 이유로 국내 업체가 자체 개발한 풍력발전기의 구매를 꺼리고 있는 실정이다.
유니슨이 이번 프로젝트에 참여한 이유도 이러한 시장구조 여건에 맞는 판매 전략을 수립하기 위해서다.
유니슨 관계자는 “이미 2MW급 풍력발전기 개발을 완료한 상태지만 상업운전 실적이 없다는 이유로 해외는 물론이고 국내에 조차 공급하지 못하고 있다”면서 “이번 과제를 계기로 개발 완료된 2MW급 풍력발전기의 공급실적 확보뿐 아니라 상업운전을 통한 신뢰성 검증의 기회로 삼겠다”고 밝혔다.
시스템 안정성 및 신뢰성에 초점
영흥 풍력 상용화단지에 유니슨이 설치할 풍력발전기는 ‘2MW급 U88’ 모델로 2004년부터 정부 국채과제로 개발한 제품이다. 이 모델은 2007년 10월 개발 완료돼 같은 해 11월 독일의 GL로부터 국제 설계인증을 취득했다. 현재 국제 형식인증 취득을 위해 강원도 태백에 1기를 설치, 실증 시험 중에 있으며 2010년 3월경 형식인증을 취득할 전망이다.
타워높이 80m에 블레이드 길이가 직경 88m에 달하는 이 모델은 풍속 3m/s에서 기동을 시작해 12m/s부터 정격출력을 내도록 설계됐다.
또한 ‘2MW급 U88’ 모델은 영구자석 동기발전기를 적용, 발전기의 회전속도가 다른 풍력발전기와 비교해 50% 정도 느리다.
이에 따라 20년 간 운전할 경우 소모품을 현저하게 줄일 수 있을 뿐 아니라 증속기의 신뢰성을 크게 높일 수 있다는 게 업체 측 설명이다.
이와 함께 대용량 전력변환장치를 사용함으로써 에너지효율을 최대화해 고품질의 전력공급이 가능한 특징을 가지고 있다.
구조적으로는 단일 메인베어링을 이용해 동력전달체계를 단순화시켜 나셀을 경량화 했다. 이는 곧 설치 및 운반의 편의성을 의미하는 것으로 풍력발전기 상용화의 핵심이기도 하다.
유니슨은 이번 사업에서 ‘2MW급 U88’ 운영을 통해 가동률 및 신뢰성 향상을 위한 기술 개발에 역점을 둘 방침이다. 또한 풍력발전 설비의 운송 및 설치 용이성을 확보하기 위해 나셀 경량화를 검증할 계획이며 현재 개발돼 있는 제어장치를 보다 더 지능화해 사용자가 편리하게 운전할 수 있도록 개선할 예정이다. 이와 함께 풍령발전의 운전성능 개선에도 참여하게 된다.
이번 과제의 성공적인 수행을 위해 유니슨은 시스템의 안정성과 신뢰성에 초점을 맞추고 있다.
유니슨 관계자는 “이번 프로젝트는 연구 목적도 중요하지만 실제 상용화단지로 운영되는 만큼 풍력발전 설비의 안정성이 무엇보다 중요하다”며 “당사는 이미 제품 개발을 마친 상태라 최대한 빠른 시간 내에 시스템을 안정화시킬 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.
