3. 시장 동향
3.6. 지지구조에 따른 해상풍력 경제성 비교
3.6.3. 부유식 플랫폼 제작 및 공급
☐ 제작 과정 및 시설
◦ 강재 구조물의 제작은 기존의 조선소 용량과 시설을 이용하여 부유식 해상풍력의 제작이 가 능한 선박제조와 유사함.
◦ 콘크리트 구조물은 교각을 제작하는 일반적인 기업들에서 많이 사용 되는 슬립폼 제작방법이 사용됨. 몇몇 콘크리트 구조물은 해상 바지에서 제작이 가능하며, 넓은 지역이 종종 필요함.
◦ 플랫폼의 조립과 운반이 용이한 드라이 도크가 선호되며, 이는 대용량의 크레인 사용을 피할 수 있게 해줌.
◦ 반잠수식 플랫폼의 조립과 운반을 위해서는 다른 구조물에 비해 큰 흘수가 필요하며, 이로 인하여 몇몇 시설의 이용제약 발생 할 수 있음.
◦ 부유식 해상풍력의 배치를 위한 공간 이 간과될 수 있으며, 총 운영 기간 동안의 비용을 최 소화하기 위해 초기 디자인 단계에서 고려되어야 함.
◦ 많은 경우에 제작의 편의를 위하여 구조물을 모듈화함.
◦ 제작기간은 구조물의 크기가 증가하고 복잡한 반잠수식 구조일수록 증가함. 단순하게, 정형화 된 SPAR의 경우 고속 plate rolling 방법이 적용 가능하여 제작시간이 단축됨.
☐ 공급
◦ 유럽 지역의 공급자들이 그들의 프로젝트의 요구를 잘 만족시키고 있다. 많은 공급자들이 콘 크리트 디자인에서는 특히 현지조달에 열성적이지만, 재료단가가 더 비싼 경우 아시아에서 수입하기도 함.
◦ 유럽 내에서도 부유식 플랫폼과 계류 및 앵커시스템 부분에 있어서 가장 인기 있는 공급업체 는 영국에 있음.
◦ 영국의 공급업체의 반 정도는 스코틀랜드에 있으며, 평균적으로 부유식 플랫폼 제작이 가능 한 3~4개의 업체와, 계류 및 앵커링 업체가 2개 있음.
[그림 3.42] Share by county of likely locations to source the floating platform
[그림 3.43] Share by county of likely locations to source the moorings and anchors
☐ 제작 과정과 시설
◦ 부유식 해상풍력 구조물의 제작은 선박의 제조와 비슷하며, 해상풍력사업에 필요한 부분을 약간 수정하여 조선소에서 제작이 가능함.
◦ 선박의 제조와 마찬가지로, 제작과정은 야드와 가능한 시설에 따라 적용되며, 강재 구조물의 제작은 강재패널의 절단, 벤딩, 롤링, 용접 및 코팅으로 구성됨.
◦ 구성 어셈블리의 배치가 먼저 이루어지고 용접을 통하여 서로 연결함.
◦ 앞에서 언급한 바와 같이 모듈화된 디자인을 통해 대용량의 크레인 사용을 최소화하여 효율 성을 높일 수 있음.
◦ 조립된 구조물은 들어 올리거나 해안 쪽으로 기울이는 방식을 통하여 입수시키거나 드라이도 크에서 준비가 된다. 콘크리트 구조물은 다른 방식으로 제조가 이루어짐.
◦ 로컬 공급이 필요하며, 접합부분 없이 일체형 폼에 콘크리트를 연속적으로 타설하며 구조물 을 제작하는 슬립폼 방법이 주로 사용되며, 이러한 과정은 넓은 공간과 구조물의 무게를 지 탱할 수 있는 시설이 필요.
◦ 몇몇의 콘크리트 구조물의 경우에는 바지에서 직접 건조되기도 하며, 크레인과 같은 일반적 인 야드 시설은 진수 시에 필요.
◦ 대용량의 크레인을 사용하는 경우에는 비용이 매우 증가하기 때문에 드라이 도크에서 제작 등이 유리.
◦ 또 다른 드라이 도크의 장점은 터빈 어셈블리를 최적수준으로 물에 띄울 수 있다는 점임.
☐ 조립과 진수과정의 흘수
◦ 대부분의 부유식 풍력 플랜트는 터빈 어셈블리가 진수될 때 6~8m의 흘수가 요구되나, 반잠수 식의 경우 평균 11m의 높은 흘수가 필요.
◦ 몇몇 반잠수식 플랫폼은 대부분의 항구에서 가능한 9m 이하의 흘수가 요구되지만, 향후 대형
화 되어 이 이상의 흘수가 요구되는 플랫폼의 경우에는 문제가 발생할 수 있음.
[그림 3.44] Quay-side water depth required for assembly/load-out
☐ 야드의 크기
◦ 현업에 있는 전문가들에게 조사한 필요 야드의 크기는 평균적으로 100,000 (10ha)로 조사 되었으며, 몇몇은 400,000 (40ha)가 필요하다고 응답한 반면, 몇몇은 단 5,000~10,000
(0.5~1 ha)만 있으면 된다고 답함.
◦ 설치 바지에서 직접 작업하는 경우에 대해서는 확인이 되었지만, 이 부분에 대해서는 터빈 배열에 필요한 모든 조건들에 대하여 더 디테일한 이해가 필요.
☐ 제작 기간
◦ 제작 기간에 대해서도 플랫폼의 종류에 따라 다양한 의견이 조사됨.
◦ 하나의 구조물의 제작하는 경우 연속적으로 이어져서 제작이 이루어진다면(150일~30일), 프로 토타입의 80%수준까지 제작시간의 감소가 가능.
◦ 동시에 여러 터빈의 제작이 이루어진다면, 고정식 해상풍력발전시설과 같은 수준으로 대략 일주일에 한 대의 풍력터빈이 제작 가능.
◦ 다음 그림과 같이 플랫폼 종류별로 제작 기간은 다양하게 나타남.
[그림 3.45] Fabrication time for a single platform in a commercial wind farm
☐ 제작의 어려움
◦ 제작과정에서 겪는 어려움은 다음의 표와 같이 정리할 수 있음.
◦ 강재의 경우 용접에 대한 어려움이 있으며, 콘크리트의 경우에는 일정하게 타설하는 것에 대 한 어려움이 있는 것으로 조사됨.
◦ 주요 문제는 구조물의 조립이 가능하며 진수가 유리한 작업공간인 도크를 찾는 것임.
어려움 해결책
강재: 용접으로부터의 기하학적 형상유지
의 어려움 큰 직경에 대한 용접 경험 축적
콘크리트: 고른 타설의 어려움 고품질의 컨트롤과 슬립폼을 이용한 24시간 시설가동
제작의 연속성 제작과정을 단순화 중점의 고급화된 디자인
제작 기간 동안의 인건비 야드와 공급자와 함께 잘 조율된 디자인
제작과정 플로터와 풍력터빈의 연쇄조립의 평형화
충분한 크기의 도크확보 도크 용량의 증대
드라이 도크를 대신하는 반잠수식 바지 이용 제작환경에 따른 진수방법 진수에 유리한 플로터 디자인 적용
RNA 조립 대용량의 크레인 사용
[표 3.19] Key fabrication challenges