한화오션이 부유식 해상풍력발전기의 핵심 기자재인 하부 부유체의 자체 모델 개발에 성공했다.

부유식 해상풍력 시장이 지속적으로 커지는 가운데, 업계의 주류로 떠오르고 있는 15MW급 대형 해상풍력발전기까지 수용함으로써 풍력발전 시장에서도 입지를 다지게 됐다.

한화오션(대표이사 김희철 사장)은 노르웨이 선급 DNV로부터 해상풍력발전기 하부 부유체의 개념설계(Pre-FEED)에 대한 개념 승인(AIP, Approval In Principle)을 획득했다.

개념 승인은 기술의 안정성과 국제 규정 준수 여부 등을 검증하는 인증 절차다.

고정식 해상풍력은 수심이 얕은 바다의 해저 지반에 하부 구조물을 설치해 그 위에 발전기를 얹는다. 반면 부유식 해상풍력은 하부 구조물이 물에 떠 있는 상태에서 발전기의 하중을 지지한다.

안정적으로 발전기를 지탱할 수 있는 부유체 기술력 확보가 필수라는 얘기다. 특히 하부 부유체 기술은 유사한 원리의 부유식 해양 플랜트 건조 과정에서도 축적된 노하우를 활용할 수 있어 조선소의 유망 미래 사업으로 평가된다.

이번에 개념 승인을 획득한 하부 부유체 모델은 한화오션이 자체적으로 개발한 ‘윈드하이브(WindHive) 15-H3’이다. 숫자 ‘15’는 15MW급 대형 해상풍력발전기를 수용할 수 있다는 뜻이다.

발전 업계에선 최소 10MW가 넘는 대형 해상풍력발전기를 장착해야 사업성이 확보된다고 분석하고 있다. 그만큼 업계에선 대형 해상풍력발전기 생산 및 활용에 대한 수요가 높다.

‘H3’는 3개의 육각기둥(Hexagon)으로 구성돼 있다는 의미다. 기둥 모양을 육각형으로 채택한 것은 기둥 간 연결을 용이하게 하기 위해서다. 2023년 한화오션은 부유식 해상풍력 발전단지의 브랜드를 ‘윈드하이브’로 명명하고 상표권을 출원한 바 있다.

윈드하이브 15-H3가 탑재를 상정한 15MW급 대형 해상풍력발전기의 로터(Rotor) 직경은 240m이다. 풍력발전기의 날개가 회전하면서 그리는 원의 지름은 63빌딩의 높이와 맞먹는다. 한

화오션은 하부 부유체에 터빈 하중의 집중도를 고려한 설계를 적용해 구조 안정성을 유지하면서 중량을 최적화했다.

한화오션은 이번 승인 획득으로 기존에 보유하고 있던 해상풍력발전기설치선(WTIV, Wind Turbine Installation Vessel) 건조 능력에 부유식 해상풍력 기술까지 확보해 해상풍력 솔루션의 폭을 넓혔다.

현재까지 한화오션은 고정식 해상풍력발전기 설치에 사용되는 WTIV를 4척 수주해 국내에서 가장 많은 수주 실적을 확보했다.

풍력 발전은 탄소 중립을 실현하기 위한 주요 신재생 에너지다. 현재는 고정식 해상풍력발전기가 주류지만, 수심이 깊은 바다에도 설치할 수 있는 부유식 풍력 발전에 관한 관심이 점차 높아지는 추세다.

에너지경제원구원에 따르면, 부유식 해상풍력이 전체 해상풍력에서 차지하는 비중은 2023년 1% 미만이지만, 2040년에는 약 11%에 이를 전망이다.

부유식 해상풍력발전기는 바다 위에 떠 있는 부유체 위에 발전기를 얹어 수심이 깊은 먼바다에서도 전기를 생산할 수 있다. 통상 연안에서 멀어질수록 바람이 강해져 발전 효율이 향상된다.

육지에서 멀리 떨어져 있는 부유식 해상풍력의 특성상, 소음 피해나 경관 훼손이 상대적으로 적어 주민 수용성도 제고할 수 있다.

한화오션은 해상풍력을 미래 먹거리로 설정하고 해상풍력 가치사슬 전반에 걸쳐 사업 영역을 확대할 예정이다. 한화오션은 지난해 ㈜한화로부터 풍력사업부를 양수해 사업 경쟁력 강화 및 효율성 극대화에 나선 바 있다.

한화오션 관계자는 “지속적인 기술 개발과 가치사슬 확장을 통해 글로벌 해상풍력 시장에서 경쟁력을 강화하겠다”고 밝혔다.

DNV 관계자는 “이번 개념 승인 과정을 통해 한화오션의 뛰어난 기술력이 입증되었으며, DNV의 풍력발전기 설계 소프트웨어인 블레이디드(Bladed)를 활용한 부유식 해상풍력의 통합하중해석(Integrated Coupled analysis)의 잠재력도 확인할 수 있었다”고 밝혔다.