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“육상풍력단지의 한계성을 해결하기 위한 해결책으로 두 가지가 있는데 하나는 해상풍력발전단지 조성이고 다른 하나는 새로운 형태의 발전기 개발이다”라는 김용학 슈나이더 일렉트릭 상무.
그는 “새로운 형태의 발전기라는 것은 대형 블레이드, 진동, 소음 등이 없는 형태로 사방에서 불어오는 바람을 타워내부로 흡입해 지하에 매설되어 있는 기계실의 터보 블레이드를 돌려 발전을 할 수 있는 풍력발전기로 현재 국내업체가 연구 진행 중에 있다”며 “성공여부는 잘 모르겠지만 개발에 성공한다면 발전시설이 지하에 있어 소음, 진동, 운송 등의 문제가 해결될 것으로 예상하고 있다”라고 말했다.
또한 “현재 전라남도에 해상풍력발전단지 조성 계획이 있다고 알고 있다. 해상풍력단지 건설예정지는 우리나라 어류들의 대표적인 산란지다. 풍력단지가 조성이 된다면 소음과 진동으로 물고기에 미치는 영향이 심각할 것으로 예상되지만 아직 연구조사가 안됐다. 기존 풍력발전타워를 설치했을 때는 산란하러 오는 물고기의 양이 줄어 우리의 어족자원이 줄어들 것으로 전라남도에서는 걱정하고 있다”며 “새로운 타워를 건설한다면 육상의 바람을 이용할 수도 있고, 어족자원에 미치는 영향도 적고, 외관도 괜찮을 것”이라고 밝혔다.
특히 “풍력발전기의 문제를 해결하기 위한 확실한 방법은 블레이드, 소음, 진동 이렇게 세가지를 없애는 것이다. 그렇게만 된다면 굳이 해상으로 나갈 필요는 없을 것으로 본다”며 “아파트단지에 신개념 풍력발전기를 하나 건설해 전력을 제공하면 전력문제는 간단하게 해결 가능할 것이다”고 주장했다.
그는 “하지만 지금방식으로는 해상이 활성화되기 힘들다. 워낙 장비가 고가이며 잔 고장이 많고, 수리를 하기 위해서는 대형 크레인을 이용해야 하는 등 관리 비용이 많이 든다. 그래서 풍력발전시장을 활성화하기 위해서는 해상으로 가되 지금과 같은 방식이 아닌 터빈의 대형화, 경량화를 추진하고, 다이렉트 드라이브, HTS(High Temperature Superconducting)와이어 사용 등이 선행돼야 한다고 본다”고 덧붙였다.
그는 풍력발전기에 대한 신뢰성을 높이기 위해서는 초전도 발전기의 발전이 급선무라고 주장한다.
“현재 10MW급 기술개발이 진행 되고 있지만 용량이 늘어날수록 나셀이 커진다. 나셀이 커지면 무게가 늘어나고 타워의 재질도 바꿔야 한다. 타워의 원가가 전체의 30%를 차지하니까 비용은 천문학적으로 늘어나게 된다”며 “용량이 늘어나도 원가가 늘어나면 사업성이 없어진다. 초전도 발전기를 만든다면 사이즈는 콤팩트하게 되고, 무게는 줄어들게 된다. 이렇게 된다면 경제성이 있냐 없냐 하는 소리는 없어질 것이다”고 김 상무는 설명했다.
또 “기어박스가 전체 고장률의 10%정도 차지하고 있지만, 한번 고장 나면 전체를 들어내야 할 정도로 수리가 어렵다. 그리고 rpm이 20~30정도 되는 것을 1300~1400정도로 올리려면 기어가 촘촘해야 한다. 바로 이것이 소음을 발생하는 주원인이다. 그래서 요즘은 기어리스(Gear less)기술로 변화되고 있다”며 “블레이드가 돌면 블레이드와 발전기가 바로 맞물려야 하는데 그 사이에 기어박스가 들어간다면 고장의 원인이 된다. 초전도 발전기는 통자로 블레이드의 허브와 샤프트를 직접 연결해 발전기를 돌리는 다이렉트 드라이브 방식, 또 PMG(Permanent Magnet Generator)타입과 HTS(High Temperature Superconducting) 초전도 발전기 방식 이렇게 세가지 가장 큰 장점을 가지고 있다”고 밝혔다.
이어서 그는 한전과 계통연계가 가능하려면 HTS케이블을 사용해야 한다고 설명했다.
김 상무는 “우리나라가 추진 중인 스마트그리드 1단계에서 2012년까지 지능형 전력망 구축 기반을 조성한다고 했는데 그 뜻은 초전도 케이블을 설치한다는 것이다. 그래야 전력 손실률을 낮출 수 있다”며 “옛날에는 한전이 일방적으로 전기를 보냈지만 현재는 곳곳에서 신재생에너지가 들어온다. 한전이 기본적으로 계통에 흘려보냈던 전압에 불규칙 영향을 받게 된다. 그러면 전력의 질에 문제가 생기게 되는데 이것을 해결하기 위해 초전도 기술을 사용하면 된다”고 말했다.
한편 한 연구결과에 의하면 풍력발전시장은 급속한 성장에 힘입어 2017년에 조선시장 규모를 초과할 것으로 예상되고 있다.
그는 “풍력시장이 2008년 55억 달러 시장이었는데 2010년에 103억 달러 시장으로 변했다. 전문 조사기관에서 2020년까지 풍력산업의 연평균 성장률을 25.3%를 예상하는데 그 비율로 계산을 해보면 250억 달러가 돼 조선시장 규모와 비슷할 것으로 예상했지만 지난해 금융위기에도 불구하고 32% 성장을 기록했다”며 “이런 성장 기록은 해외 금융기관들이 대규모의 비용을 필요를 하는 풍력발전사업에 지원을 아끼지 않았기 때문이다. 앞으로 25% 정도 계속 성장할 것으로 예상되고 있기 때문에 2018년 정도가 되면 조선시장과 같아질 것으로 보고 있다”고 설명했다.
또 “풍력에 정부 지원이 없다면 끝이 아니겠느냐 라는 부정적 얘기가 있는데 이미 풍력은 기술이나 사업성이 생겨 자생력이 많이 늘어났다. 또 계속 기술이 발전되고 있기 때문에 상당히 진화될 것으로 생각한다. 다른 어떤 에너지보다 경제성과 사업성이 있다고 본다”고 밝혔다.
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