풍력발전기의 날개가 커야 하는 까닭은?

입력 : ㅣ 수정 : 2018-08-31 11:04

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“크면 클수록 좋다.”

세계적인 풍력발전기 제조업체들이 거대한 풍력발전기 만들기 경쟁에 돌입했다고 월스트리트저널(WSJ)이 지난 24일(현지시간) 보도했다. WSJ에 따르면 미국 제너럴일렉트릭(GE)와 독일 지멘스 AG, 덴마크 MHI 베스타스 등 글로벌 풍력발전기 제조업체들이 난바다(육지에서 멀리 떨어진 바다)에 초고층 높이의 풍력발전기 제작 경쟁에 돌입했다.
1991년 덴마크 난바다 빈데비 지역에 설치된 풍력발전기.   사진 제공 지멘스 가메사, WSJ 홈페이지 캡처

▲ 1991년 덴마크 난바다 빈데비 지역에 설치된 풍력발전기.
 사진 제공 지멘스 가메사, WSJ 홈페이지 캡처

글로벌 업체들이 풍력발전기 크기 경쟁에 뛰어든 것은 지난 10년 간 미국 등 각지에서 석유 이외의 신재생에너지원에 대한 수요가 폭발적으로 늘어나며 풍력발전 수요도 증가한 덕분이다. 전 세계 난바다 풍력발전 생산량은 2007년만 해도 1.1기가와트(GW)에 불과했지만 10년이 지난 2017년에는 18.7GW로 급증했다.

풍력 발전기의 가장 큰 특징은 날개의 크기가 거대할수록 발전량이 늘어나면서 생산효율이 극대화된다. 이 때문에 풍력발전 사업이 성장하면서 발전기 크기도 자연스레 커졌다. 1991년 설치된 최초의 난바다 풍력발전기는 높이 52.5m에 생산 발전량은 450킬로와트(kW)였다. 현존하는 가장 큰 풍력발전기는 높이가 187m, 생산가능 발전량은 9.5MW다.

글로벌 업체들의 현재 목표는 10MW의 벽을 넘을 수 있는 풍력발전기를 개발하는 것이다. 10MW를 넘어서는 발전기는 크기가 너무나 커져 설치 및 운영이 어려울 수밖에 없다. 그러나 독일 풍력발전기 제조업체 센비온 SA가 지난해 이를 만들겠다고 밝히며 글로벌 풍력발전기 시장에 파장을 일으켰다. 지난 3월에는 GE가 오는 2021년까지 전력 12MW를 생산하는 높이 260m에 이르는 ‘할리아데-X’ 발전기를 설치하겠다고 발표하며 크기 경쟁이 가속화됐다.

할리아데-X는 프랑스 파리 개선문보다 5배(50m)나 크고 서울 남산(265m)와 비슷한 높이다. 날개가 돌아가는 공간은 축구장 7개가 들어갈 수 있을 정도로 넓다. WSJ는 “높이 경쟁에서 승리한 회사가 수십억 달러 규모의 난바다 풍력발전 시장을 선점할 수 있을 것”이라며 “특히 미국의 경우 대서양 쪽 난바다가 풍력발전에 이상적인 장소로 꼽히면서 개발에 박차를 가하고 있다”고 설명했다. 미국은 지난해 매사추세츠 인근 난바다에서 18개 풍력발전소의 설립을 승인하기도 했다.

그러나 글로벌 에너지 제조업체들이 야심찬 계획을 내놓았지만 매우 큰 크기의 날개를 가진 풍력발전기를 설치하고 운영하는 일은 여전히 극복하기 힘들 것이라는 견해가 지배적이다. 고층 빌딩을 더 높이 쌓는 것과 거대한 날개가 계속 돌아가는 풍력 발전기를 더 큰 크기로 짓는 것은 다른 탓이다. 당장 엄청난 크기의 날개 및 기둥을 먼 바다로 옮기는 일조차 쉽지 않아 난관이 예상된다. 제롬 페크레세 GE 신재생에너지 부문 최고경영자(CEO)는 “할리아데X를 구상하면서 어떤 날을 사용하고, 발전기 설치에 어떤 운송수단을 이용할지 고민했다”며 “풍력발전 제어시스템 역시 효율적인 전기생산에 중요한 까닭에 그 부분도 신경쓰고 있다”고 말했다.

김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr
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