대형 풍력발전시스템 형식시험, ‘우리 손으로’ 가능
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대형 풍력발전시스템 형식시험, ‘우리 손으로’ 가능
  • 윤우식 기자
  • 승인 2020.11.06 16:54
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에너지硏, 순수 국산기술 활용 적합 확인서 획득
해외기관 비용 대비 절반 수준에 수행 시간 단축
에너지기술연구원 이광세 박사팀이 연구를 통해 형식시험 적합확인서를 획득한 국산 해상풍력발전기.
에너지기술연구원 이광세 박사팀이 연구를 통해 형식시험 적합확인서를 획득한 국산 해상풍력발전기.

앞으로 대형 풍력발전기 인증시험을 순수 국산 기술로 할 수 있게 됐다. 풍력발전 인증시험 기술이 국내 연구진의 국산화를 통해 재탄생됐기 때문이다.

한국에너지기술연구원(원장 김종남) 이광세 박사 연구팀이 자체 개발한 시험기술을 활용해 효성중공업의 해상용 5.5MW급 풍력터빈 출력·기계 하중시험을 성공적으로 수행하고 적합확인서를 발급받았다고 3일 밝혔다.

풍력발전기에 대한 인증은 크게 형식인증과 부분품 인증, 프로젝트 인증으로 나뉜다. 이 가운데 형식인증은 풍력발전기의 형식이 국제요건 또는 국제적으로 요구되는 기술수준에 따라 적합하게 설계·제작됐는지 평가하는 과정이다. 형식인증 중에서 에너지기술연구원은 출력성능과 기계적 하중 형식시험을 담당하고 있다.

대형 풍력발전기 제작사가 KS인증을 받으려면 설계평가와 형식시험, 제조평가, 최종평가를 수행해야 한다. 실제 풍력발전기를 설치해 시험하는 출력성능 및 기계 하중 형식시험은 지금까지 해외 기술에 의존해왔다. 이는 시간·비용적 불편함을 초래할 뿐만 아니라 상세 측정에 따른 국내 풍력발전 기술 유출의 우려도 있었다.

해외 성능검사기관은 성능시험의 전 과정을 전용 프로그램을 개발해 사용하는데, 후발기관과 비교해 경쟁력에서 우위를 점하기 위해 자체 개발한 소프트웨어의 유출을 엄격히 금지하고 있다. 국내 대형 풍력발전기 형식시험은 주로 미국 일리노이의 안전규격 인증회사인 UL을 통해 이뤄졌다. 실제 지난해 10월 기준 간소화 인증 외 총 38개의 KS 인증을 받은 중대형 풍력발전기의 형식시험은 모두 해외 기술로 진행됐다.

연구팀은 자체 개발한 시험분석 소프트웨어를 바탕으로 국내 최대 용량인 5.5MW 풍력발전기 형식시험 보고서를 작성, 형식시험 적합 확인서를 발급받는 데 성공했다. 풍력터빈의 블레이드 무게와 운전데이터를 기반으로 하중을 교정 수행하는 기술과 절차도 실증했다. 최근에는 기계학습 방법론 중 하나인 ‘Q Learning’을 이용, 측정 데이터의 효율성을 최적화하는 기법을 개발해 형식시험에 필요한 하중 데이터 취득 비용의 추가 저감이 기대된다.

이번에 개발한 형식시험 비용은 해외 기관과 비교해 절반 수준에 불과하고 수행시간도 크게 단축할 수 있다.

이광세 선임연구원은 “그린뉴딜 정책에 따라 신재생에너지 보급 목표의 3분의 1이 풍력에너지인 만큼 풍력은 잠재성과 발전량을 인정받고 있다”며 “정확하고 신속한 형식시험 기술을 점진적으로 고도화해 국가 정책목표 달성에 기여할 것”이라고 말했다.

현재 연구팀은 국제 풍력발전시스템 인증 체계의 가장 큰 흐름인 IECRE(신재생에너지 국제인증제도) 체계로의 형식시험 기술 및 인프라를 확장하기 위해 연구개발을 진행하고 있다. 또 형식시험 기술을 파생해 풍력터빈 상태감시, 구조건전성분석, 유지보수 지원 기술을 위한 국책과제를 수행하고 있다.


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