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기술개발의 필요성
최근 석유 등의 화석에너지 자원 가격의 불안정으로 인하여, 대체에너지에 대한 수요가 증가하고 있고,
녹색성장, 친환경,CO2 저감이라는 범 세계적인 키워드와 접목되어 신재생 에너지원 개발이 활발하다.
이중 가장 경쟁력이 있는 풍력발전의 경우, 전 세계 신재생 에너지 투자의 약 45%를 차지하고 있으며
연평균 20% 이상의 고성장 산업으로 주목 받고 있는 가운데, 풍력자원이 풍부하고
대규모 단지건설이 가능한 해상 풍력시장이 확대되고 이쓴 추세이다.
해상 풍력발전은 가장 경제성이 높고, 공급 비중이 우수한 에너지원으로써
현재 5MW급 이상의 중대형 터빈 시스템이 개발되고 7MW급 실증연구도 진행 중에 있다.
대형화에 따른 지지구조의 공사비용도 풍력터빈을 포함한 전체 공시금액의 약 40% 이상 증가할 것으로 예상된다.
그러나, 풍력발전 전체 시스템의 안전성 및 경제성을 결정하는 중요한 구조물인데 반하여
효율적인 설계 및 시공 기술에 대한 개발 및 연구가 부족한 실정이다.
| 구분 |
해상풍력발전(Offshore wind power) |
육상풍력발전(Field wind power) |
| 현황사진 |
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| 장·단점 |
· 우수한 풍력자원의 활용 가능
· 발전기 대형화에 따른 발전 효율 증대
· 대규모 발전단지의 건설 가능
· 육상풍력 대비 초기 건설비용 증가
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· 국내 풍력단지 실적 다수
· 부지확보의 어려움
· 환경적인 문제로 인한 민원 발생
· 해상풍력 대비 공사비가 다소 적응
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최든 들어, 대형 해상풍력발전단지 건설계획이 발표되면서 점차 경제성을 고려한대수심, 대용량으로 발전하고 있고,
지지구조의 공사비용도 증가되면서 기존에 사용되던 강재를 대체할 수 있는 콘크리트 지지구조에 세계적인 관심이
집중되고 있다. 콘크리트 지지구조물은 강재의 지지구조물에 비하여 재료비 및 제작비의 절약 등 장점이
많으나, 자중으로 인해 제작 및 설치에 어려움이 있어, 유럽을 중심으로 강재와 콘크리트를 병행하는 하이브리드
형태의 지지구조와 설치방법 개발이 시작되고 있다.
해상풍력기초의 종류
| 구분 |
MCF |
중력식 |
모노파일 |
자켓식 |
| 개요도 |
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특징
및
장단점 |
· 수심 50m까지 적용
· 저비용 기초구조
· 합리적 단면 구성
· 경제성 향상
· 시공성 향상
· 구조안전성 증대
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· 수심 10-50m적용
· 제작비용 보통
· 공기가 증대
· 자중 증대
· 연약지반에 불리
· 구조안전성 보통
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· 수심 10~20m 적용
· 제작비용 고가
· 대구경,대용량
· 말뚝시공성 불량
· 지반제약 없음
· 구조안전성 보통
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· 수심 20~50m 적용
· 강재로 고가
· 시공성 우수
· 해조류 침식문제
· 지반제약 없음
· 구조안전성 불리
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MCF의 개요
MCF(Multi-pile Concrete Foundation)는
파일 지지된 콘크리트 원추형 지지구조는 연약지반에
적용이 가능하도록 파일지지 하고,
파력의 영향을 줄일 수 있는 기하학적 형상을 띄고 있으며,
강재샤프트를 이용하여 적용수심의 범위를 넓혀
세계 최초의 경제성을 갖춘 해상풍력발전 지지구조물
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[ 파일지지 콘크리트 원추형 지지구조 ] |
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개요