1단계 3MW 해상풍력 발전기 총 20기 설치…연간 5만 가구 1년 동안 사용
현재 건설 중인 서남해 해상풍력 실증사업은 2016년 전원 개발사업 승인을 얻은 후 본격적으로 건설을 추진하게 됐다. 이번에 발전을 시작한 실증단지는 전라북도 부안군 위도와 전라남도 영광군 안마도 중간 해상에 위치해 있으며, 3MW 해상풍력 발전기 총 20기가 설치돼 있다. 60MW는 연간 5만 가구가 1년 동안 사용할 수 있는 전력량이다.
품질기술자 상주 배치·그라우팅 공법 적용
최고 품질·안전 자랑
서남해풍력단지는 최고의 품질을 자랑한다. 회사 관계자는 “최고의 품질을 확보하기 위해 설계시 파력, 조류력, 풍하중, 지진 등 환경조건을 고려해 시설물의 안전성을 확보하였고 원자재 생산, 용접, 도장, 구조물 출하 등 모든 강구조물 제작에 전문화된 품질기술자를 상주 배치해 철저한 검측을 실시함으로써 품질확보를 위한 노력을 펼쳤다”고 설명했다.
실제 초구조물 20기 중 19기는 자켓 형식(Jacket Type)으로 시공했으며 구조물의 안전성 확보를 위해 자켓파일 (Jacket Pile)과 핀파일(Pin Pile)을 해저 퇴적층과 암반층에 항타 및 천공으로 단단히 고정했다. 또한 자켓기초, 자켓파일, 핀파일의 일체화를 위해 그라우팅(Grouting, 시멘트 등을 지층에 강하게 주입함) 공법을 적용했다. 해상공사는 모르타르를 육상에서 해상으로 운반해 사용하는 것이 일반적이나 최적의 품질을 확보하기 위해 배처 플랜트 (Batcher Plant)가 가능한 그라우팅 전용 바지선을 제작해 현장에서 직접 모르타르를 생산해 주입했다.
상부구조물(타워, 나셀, 허브, 블레이드) 설치는 풍력발전기 설치 전용선인 잭업바지선을 동원했다. 잭업바지선은 서남해의 빠른 유속과 연약층에 적합하도록 개발된 장비로 파도와 조류의 영향 없이 육지와 동일한 상태에서 작업이 가능해 품질 및 안전을 확보할 수 있었다.
해상변전소는 국내 설계·시공 및 운영 경험이 전무해 위험 요소가 많은 분야다. 열악한 해양환경에서도 안정적으로 운영할 수 있도록 주요 변전기기 및 기타설비들을 최적으로 배치하고 해저케이블 연계를 위한 J-tube를 부착해야 한다. 환경적 차폐와 통풍 등 많은 요소가 신중히 고려되어야 하는 만큼 해상변전소 설계과정에서 해외 풍력인증전문사(DNV-GL)의 안전보건환경(HSE) 활동 자문을 통해 보완설계를 해야 한다. 또한 세계적인 전문 해상공사 컨설팅사로부터 착공 전 사전위험성 평가를 통해 공사 전 과정의 안전확보를 확인 받은 뒤 시공사가 앞선 자문결과를 적용한 해상공사 안전관리계획을 철저히 준수토록 하는 3중의 관리체계를 운영해 설치됐다.
해상변전소, 총 면적 1,212㎡, 4층 규모
해상풍력 분야 해외시장 진출 기여
전남 고창 구시포항에서 배를 타고 35분 남짓 달리자 800m 간격으로 설치된 풍력발전기와 해상변전소가 보였다.
배에서 내려 해상변전소를 살펴봤다. 총 4층으로 구성된 해상변전소는 높고 넓었다.
회사 관계자는 “총 면적 1,212㎡, 구조물 높이는 상부 24m, 하부는 23.2m”라며 “해상변전소는 터빈에서 발전한 전력 22.9kV를 154kV로 승압한 뒤 해저케이블을 통해 육상 서고창 변전소로 운송하는 역할을 한다”고 설명했다.
해상변전소는 1층 Access Deck, 2층 Cellar Deck, 3층 Main Deck 그리고 옥상인 Roof Deck로 이루어져 있었다. 옥상에는 서남해 해상풍력 실증단지를 한 눈에 볼 수 있는 전망대가, 3층인 Main Deck에는 변전설비인 주변압기, 154kV GIS, 23kV GIS 등이 설치되어 있었다. 또한 직원들이 일하거나 쉴 수 있는 숙소와 회의실 등이 위치해 있었다.
회사 관계자는 “해상변전소의 변전기기 규모는 변압기 23/154kV 30/40MVA×2Bank, 고온복합 절연변압기 154kV GIS 3 BAY, 23kV GIS 8 BAY가 완전폐쇄형 구조, 상일괄 Compact화 기기로 구성되어 있다”고 말했다.
바다 한 가운데 위치해 있어 화재와 염해가 심각한 문제가 될 것으로 보였다. 이에 한국해상풍력은 소방 설비와 관련해 이중화 및 소음·진동대책, 접근/탈출 설비 등을 구비했으며, 통신실은 내염해 Rack 및 구내 통신 배선을, 제어센 터간 통신설비는 광케이블을 각각 적용했다.
감시제어는 디지털변전소운영시스템(SA)를 적용했으며 예방진단설비로 GIS 부분방전시스템을 설치했다. 특히 해상에 설치되는 특수성을 고려해 내염해 대책으로 기기도장 도막두께를 육상 대비 2배로 했으며 내부식성 자재를 사용했다.
회사 관계자는 “향후 운영과정을 거쳐 해상변전소 분야 기술 경험이 축적되면 국내 해상풍력단지개발에 벤치마킹이 되고 해상풍력 분야 해외시장 진출에도 기여할 것”이라고 밝혔다.
터빈 블레이드 지역사회에서 전량 제작
발생하는 이익 지역과 공유
한국해상풍력은 공사 착공시기인 2017년 초부터 고창군에 건설사무소를 마련해 총 4개 업체 약 180명 이상의 직원이 상주하도록 했으며 선박 및 필요물자를 지역에서 조달하는 등 지역경제 활성화에 기여했다.
실제로 전북 군산에서 실증단지에 설치되는 터빈의 블레이드를 전량 제작하고 있으며 제어동과 홍보관이 있는 실증 센터 건축물의 신축공사 등에도 전북지역 업체를 채택해 지역경제활성화에 기여했다.
회사 관계자는 “국내 최초로 탄소섬유 블레이드를 적용해 전북 탄소섬유산업 활성화에도 기여했다”며 자긍심을 내비쳤다.
또한 사업 준비단계인 2013년부터 사업설명회, 지역주민의 선진해상풍력 견학 지원, 지역행사 지원 등의 지역수용성 제고를 위한 사회공헌활동을 펼쳐왔다. 군청이나 면사무소 주최 행사 지원, 지역 일손 돕기, 불우이웃돕기 성금, 장학금 지급 등 지역행사 지원을 통해 지역과의 관계 강화 및 지역경제에 기여했으며 지역주민, 공무원, 교육자 및 언론인을 대상으로 선진해상풍력 견학을 지원해 해상풍력에 대한 정보 공유 및 해상풍력에 대한 이해도를 높였다.
하지만 국내 해상풍력은 초기단계로 지역경제 관련 제도에 대한 개선이 필요한 실정이다. 이에 한국해상풍력은 이러한 법적·제도적 개선을 위해서도 노력 중에 있다.
우선 서남해 해상풍력 실증단지는 현재 안전을 위해 통항 금지구역으로 설정되어 있으나, 해당 해역에서의 어민들의 조업구역 축소를 해결하기 위해 2017년부터 ‘실증단지 통항기준 재설정을 위한 해상교통안전 재진단’ 용역을 수행했다. 그 결과, 실증단지 내로 일정 규모의 어선이 통항 및 허용된 어업활동을 할 수 있는 기준을 마련했고 지난 7월부터 해양수산부와 협의 중에 있다.
이와 함께 서남해 해상풍력 실증단지에서 발생하는 이익을 지역과 공유하기 위한 법적·제도적 실행방안을 도출하기 위해 2018년 12월부터 ‘지역이익공유제’ 마련을 위해 지자체와 사업자가 TF를 구성했다. 이후 지난 6월 ‘이익공유 방안수립 용역’을 착수해 12월에는 용역 결과에 따라 이익공유 시행 계획수립 및 관계기관과의 협의를 진행할 예정이다.
