한전, 세계 최대 규모 해상풍력 지지 구조 현장 실증 완료

한국전력(사장 김동철)이 세계 최대 규모의 해상풍력 지지 구조 현장 실증 시험을 마치고 국내 지반 조건에 맞는 설계기술 확보에 나섰다.

13일 한전은 올해 7월부터 9월까지 전력연구원 고창전력시험센터에서 대규모 해상풍력 지지 구조 현장 실증 시험을 완료했다고 밝혔다.

시험 대상은 해상풍력발전기를 지지하는 지지구조물인 모노파일(Monopile)과 자켓파일(Jacket Pile)이다. 모노파일은 하나의 대형 강관의 하부구조물과 직경이 큰 말뚝으로 발전기를 지지하는 방식이며, 자켓파일은 여러 다리로 이뤄진 자켓 구조물을 상대적으로 작은 직경의 말뚝을 이용해 지반에 고정하는 방법이다.

한전 전력연구원은 세계 최대 규모인 직경 2.5m와 1.5m의 모노파일, 직경 1.5m의 자켓파일 시험체를 제작·설치했다.

시험에서는 모노파일에는 수평 방향으로 힘을 가하고 자켓파일에는 아래로 누르는 힘과 위로 뽑아 올리는 힘을 가해 말뚝의 변형과 지지력을 측정했다. 또 하중을 반복적으로 가하는 시험을 통해 지지력 변화 등을 분석하기 위한 자료를 확보했다.

해상풍력 지지 구조 설계에서는 구조물과 지반 사이의 상호작용을 정확히 반영하는 것이 중요하다. 특히 국내 지반 조건과 시공 환경에 적합한 설계기술을 확보하려면 실제 현장에서 하중에 따른 구조물의 반응을 측정하고 해석 결과와 비교·검증하는 과정이 필요하다.

한전은 이번에 확보한 현장 계측 자료와 해석 결과를 연계해 설계 방법을 검증하고 설계 변수와 계산식 등을 구체화할 계획이다. 이를 통해 설계 불확실성을 줄이고 국내 환경에 맞는 지지 구조 설계기술을 고도화한다는 방침이다.

아울러 국내외 전문 기관과 전문가의 검증을 거쳐 자체 해상풍력사업에 적용할 국내 최초의 해상풍력 전용 지지 구조 설계 가이드라인을 정립할 예정이다. 나아가 국내 전문 기관과 협력해 2028년 3월까지 국가 설계기준으로 확대하는 방안도 추진할 계획이다.

김대한 한전 전력연구원장은 “이번 현장 실증 시험은 해상풍력 지지 구조가 하중을 받을 때의 거동을 현장에서 직접 측정·검증했다는 점에서 의미가 있다”며 “확보한 실증 데이터를 기반으로 국내 환경에 적합한 설계기술을 정립하고 설계 가이드라인 제정을 위한 기술개발을 지속할 것”이라고 말했다.