풍력발전 기반 기술 국산화 성큼

풍력발전 기반 기술 국산화 성큼

 

부품기술 자립도 80% 이상… 2020년까지 가격절감 기술개발 추진

 

 

‘750KW급, 2MW급, 3MW급 날개(Blade) 국산화 개발.'

풍력부품 전문업체인 케이엠이 개발 완료하고 750KW급은 해외인증을 취득했으며, 2MW와 3MW급은 현재 실증 테스트중이다. 

타워, 타워 플랜지 그리고 메인 샤프트는 동국S&C, CSWind, 태웅, 평산, 용현BM, 현진소재 등이 세계적 기술 경쟁력 확보한 상태다. 발전기(Generator) 및 증속기(Gear Box)는 (주)효성에서 750KW급 유도발전기(Geared Type용) 및 증속기 개발했고, (주)유니슨이 750KW급 동기발전기(Gearless Type용) 및 증속기 개발했다. 

제어시스템으로는 한국전기연구원이 Gearless Type용 동기발전기 형식의 750KW급 풍력발전기 제어 및 계통연계장치 개발 완료한 상태다.

정부와 관련 업체에선 풍력발전시스템에 필요한 핵심요소부품 기술개발을 통한 2020년 세계시장 탑 5의 기술기반을 구축한다는목표다. 

업계 관계자는 “고신뢰성, 고효율 대형 육ㆍ해상 풍력발전기 시스템 개발과 계통안정화 제어기술 및 풍력자원량 평가기술 확보”에 달렸다고 강조했다. 

이를 위해 지난해까지 1단계로 기술자립 및 산업화 구축하고, 올해부터 2020년까지 2단계로 가격저감화 기술 개발을 추진하고, 3단계인 2021년부터 2030년까지는 산업화 저변 확대한다는 계획이다.

2MW와 3MW 육 해상 풍력발전시스템은 개발되어 실증단계에 있으며, 10MW 해상풍력발전시스템과 10MW 이상 부유식 대형 해상풍력시스템은 개발중이다. 

현재 업계에서 진행 중인 풍력발전 관련 기술은 5MW 풍력발전시스템 개발, 일체형 블레이드 성형기술 고공 풍력 활용 시스템, 국산화 익형 및 고효율 블레이드 기반기술, 레이더 간섭회피기술 대용량 풍력발전기 하이브리드 발전기술, 증속기 경량화 기술, 대형 영구자석 발전기 부유식 해상 기초기술, 풍력예보기반 다국간 계통운영 기술, 육ㆍ해상 풍력자원지도 구축 풍력ㆍ수소 하이브리드 연계기술 빌딩 적용형 소형 풍력발전시스템, 중대형 복합발전 기술 풍력 예보 단지 운영기술, 저소음화 기술 등이다.  

 

 

 

 

풍력발전용 제어 및 계통연계 기술개발 한창

‘풍력발전용 인버터의 발전기 제어 및 계통연계’ 기술은 광운대학교 신재생에너지원천기술연구센터(센터장 송승호)와 명지대학교분산전원복합운용연구센터(센터장 한병문)에서 활발하게 연구가 진행되고 있다.     

한병문 명지대 분산전원복합운용연구센터장은 “계통연계와 풍력발전은 효율성 상승과 전력낭비 방지 측면에서 상호보완적인 존재”며 “친환경적인 신재생에너지원을 계통에 효율적으로 연계해 향후 고품질의 전력을 공급하는 핵심기술 개발이 필요하다”고 말했다.

그는 또 “계통연계, 전력변환, 제어・통신 등 복합운용에 필요한 기술개발을 진행해야 한다”며 “국내외 관련 연구소와의 정기적 연구교류를 추진해 유기적 협조 및 점검체제를 정립해야 할 것”이라고 덧붙였다.

일부 대학에선 풍력발전과 연계된 인력양성에도 적극 나서고 있다.

군산대학교는 지난 4월 풍력-전력그리드 연계기술 인력양성사업단호) 개소하고 본격적인 인력양성에 들어갔다. 군산대학교의 풍력-전력 그리드연계기술인력양성사업단은 지난해 11월 지식경제부 한국에너지기술평가원의 에너지인력양성 미래기초인력역량개발사업에 선정되어 2014년까지 16억원을 지원받고 있다. 

이 사업은 새만금을 기반으로 하는 풍력에너지산업클러스터에 필요한 실무형 기초(설계/개발) 인력 양성 및 관련 기업과의 지속적 협력을 통한 우수인력 채용 시스템 구축을 목적으로 하고 있다.

에너지인력양성사업에는 현대중공업, 케이엠, 데크항공, 미지에너텍, 성림테크, 이엠티, CKP풍공학연구소, 삼보기계, 가온솔루션, 현대하이텍, 에이티티, N.S이노베이션, 대진풍력, 삼정E&W, 시그너스파워, 아하에너지, 에어윈스, 오정2002, 유니온콤, 준마, 헵시바, 현대프로스, 한국티비엠 등 20여 개의 기업이 참여했다.

이곳에선 ‘실무역량강화 프로그램’을 개발하고, 배출된 인재를 채용하는 연계체계를 구축하여, 학부에서 대학원과정에 이르기까지 풍력발전 전문인력을 체계적으로 양성하는 발판을 마련할 것으로 기대된다. 

 

 

부품업체 성장위한 협력체제 구축나서

풍력산업의 발전에 중요한 역할을 하고 있는 부품업체들의 대한 지원이 본격화할 전망이다.

한국풍력산업협회는 오는 5월 국내 풍력 부품산업 현황을 점검하고 국내 풍력부품 중소기업들의 성장 방안을 논의하는 자리가 마련키로 했다.

이 자리에서 풍력 부품관련 중소기업들의 애로사항을 청취하고 최근 지식경제부가 추진하는 풍력 테스트베드 구축사업에 국내중소기업들의 참여를 확대하는 등 국내 풍력 부품업체들의 성장을 위한 논의가 오갈 예정이다.

특히 이번 간담회에서는 풍력시스템 기업과 국내 부품업체들의 연계를 통해 풍력 클러스터 구축을 활성화하기 위한 방안이 논의된다.

또한 국내 부품업체들이 한국전기연구원 등 국가연구기관으로부터 부품의 성능평가와 인증 및 검증을 지원받을 수 있는 시스템연계에 대한 의견수렴도 진행될 것으로 보인다.

풍력산업협회의 관계자는 “경남・전북 등 국내 풍력부품업체들이 소재한 지역 중 한 곳에서 개최될 것”이라며 “아직 구체적인 일정과 참여업체 수는 정해지지 않았다”고 언급했다.

그는 또한 “소형풍력・부품 등 국내 풍력 관련 중소기업을 협회에서 주도해 지원할 수 있는 방안을 마련하고 있다”며 “지경부 등정부기관의 풍력업체 지원을 건의하고 정부의 국책사업을 협회 차원에서 지원하는 방안을 계속 마련할 것”이라고 덧붙였다.

국내 학계에서 소형 풍력터빈 제작기술 개발에 성공해 화제다.

목포대학교 해상풍력중심 신재생에너지 인재양성센터(OWEC)는 최근 광역경제권 선도산업 2차 산학 공동기술연구로 진행한 소형 수평축 풍력터빈 제작기술 표준형 프로세스를 개발하는 데 성공해 특허 출원했다고 밝혔다.

OWEC의 관계자는 “풍력터빈을 제작하려면 공력해석 및 구조해석을 통해 풍력터빈 성능을 예측해야 하는데 지금까지 풍력터빈에 대한 시스템 개발 기술은 대기업만 보유하고 있어 중소기업은 풍력터빈 시스템 개발에 많은 어려움을 겪었다”며 “소형 수평축풍력터빈 시스템의 기술개발로 중소업체에서도 저비용 및 효율적으로 개발할 수 있는 환경을 제공하게 됐다”고 언급했다.

 

 

OWEC, 소형 풍력터빈 제작기술 개발

OWEC의 이번 기술개발로 인해 소형 풍력발전기를 분산전원 또는 독립전원 형태로 공원, 도심 빌딩 및 산책로 등에 설치 가능하게 될 것으로 전망된다. 특히 도심 빌딩에 설치 가능한 풍력발전기인 ‘BAWT(Building Augmented Wind Turbine)’는 현재 지속적인시장 성장이 예상되는 분야다.

OWEC는 이번 개발을 통해 수 kW급 이하의 소형 풍력 발전기들을 저비용으로 설치해 에너지절약 효과를 최대화할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한 대형시스템과는 별도의 시장을 확보하고 지속적으로 기술개발을 진행할 계획이다.

한편 현대자동차의 자회사인 현대로템이 2MW급 풍력발전시스템 개발에 주력하고 있다. 현대로템은 지식경제부에서 주관하는국책연구과제인 ‘2MW 직접 구동형(기어리스) 풍력 발전시스템 개발’을 진행 중이다. 

특히 이번 개발은 현대로템의 독자적인 자체 기술력을 동원해 약 3년간 기술개발을 진행해왔으며 2012년 실증단계 진입이 목표다.

현대로템의 관계자는 “해외 풍력업체의 기술력을 도입하면 개발시간을 단축할 수 있지만 독자 개발 취지에 맞게 직접 개발하는방향으로 진행해왔다”며 “시간이 다소 걸리기는 했지만 향후 해외시장 진출을 위해서라도 자체 개발을 통한 기술적 노하우 확보에 주력할 것”이라고 밝혔다.

현대로템은 2012년부터 진행될 실증단계 결과에 따라 해상풍력을 위한 대용량 발전시스템 기술 개발도 추진할 것으로 알려졌으나 현대로템의 관계자는 “구체적인 계획안이 나온 것은 아니다”며 “2MW급 개발 결과가 좋을 경우 현재까지 쌍아 온 기술개발 노하우를 토대로 대형화된 해상풍력용 발전기 개발을 검토할 방침”이라고 밝혔다.

다만 기술 제휴 없이 진행할 경우 5~6년이 걸릴 수도 있지만 독자적인 기술력과 노하우 확보에는 좋을 것으로 보이며 현대제철과연계를 통한 해상운송 등 해상풍력 발전기 설치과정에 유리한 조건이 많은 것은 사실이라는 입장이다.

[출처] 바람이 분다! 에너지가 흐른다 / 기술 및 부품업체 동향 (월간 전기산업) |작성자 맥스