노르웨이 해상 TetraSpar 부표 시험 완료와 시사점

TetraSpar 부표 시범선은 노르웨이 카르무이 해역에서 2018년부터 2023년 말까지 약 5년간 연속 운용됐다. 시험 기간 동안 부표는 평균 12 m × 30 m 크기의 플로팅 구조를 유지했으며, 해수면 상승·파도 충격에 대한 내구성을 검증했다. 부표에 장착된 10 MW급 풍력 발전기와 33 kV·66 kV 해저케이블은 IEC 61400‑3‑2와 DNV‑GL 인증을 받아 설계·시공되었다.

시험 개요 및 운영 환경

시험 구역은 평균 수심 45 m, 최대 파고 6 m 수준의 해역으로, 연중 평균 풍속은 8.5 m/s, 최대 풍속은 22 m/s에 달했다. 부표는 연속 24시간 전력 생산을 목표로 운영됐으며, 전력 품질과 시스템 가용성을 실시간 모니터링했다.

핵심 성능 지표

정착 안정성은 99.8 % 가동률을 기록했으며, 전력 전송 효율은 97 % 수준을 유지했다. 33 kV와 66 kV 해저케이블 각각 3회선 배치는 열축적을 최소화해 전력 손실을 2 % 이하로 억제했다. 또한, IEC 61400‑3‑2 요구사항인 부표 진동 제한값을 0.15 g 이하로 만족했다.

해저케이블 설계 및 인증

해저케이블은 고압 절연체와 금속 차폐층을 결합한 복합 구조로, DNV‑GL의 해양 전력 전송 인증을 획득했다. 케이블은 33 kV·66 kV 두 전압 등급으로 각각 150 m·200 m 구간에 설치됐으며, 전압 강하는 0.8 % 이하로 관리됐다. 열관리 시뮬레이션은 IEC 61892‑3 기준을 적용해 해수 온도 변화에 대한 안정성을 검증했다.

시사점·실무 관점

이번 시험은 부표형 해상풍력 설비가 장기 운용에서도 구조적 안정성과 전력 전송 효율을 유지할 수 있음을 입증했다. 국내 해상풍력 프로젝트에서도 부표 기반 전력 전송 방식을 검토할 때, 해저케이블의 전압 등급 선택과 열관리 설계가 핵심 변수임을 알 수 있다. 특히, 33 kV·66 kV 이중 전압 시스템은 전력 손실 최소화와 유지보수 효율성을 동시에 제공한다는 점에서 실무 적용 가치가 크다.

환경 및 안전 관리

부표 회수 과정에서 환경 모니터링을 실시했으며, 해양생태계 교란은 보고되지 않았다. 안전 관리 측면에서는 비상 정지 시스템과 원격 제어 인터페이스를 도입해 사고 발생 시 즉각 차단이 가능하도록 설계했다.

향후 과제와 전망

시험 결과를 토대로 IEC 61400‑3‑2 업데이트에 맞춰 부표 구조와 케이블 연결부의 피로 시험을 확대할 계획이다. 또한, 전력 손실을 1 % 이하로 낮추기 위한 고효율 변압기 및 전압 변동 관리 기술 개발이 진행 중이다. 이러한 개선이 이루어지면 국내 해상풍력 단지에서도 부표형 전력 전송 시스템 도입이 가속화될 전망이다.

오해와 팩트 체크