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실해역에 슬롯 게임된 일본 최초의 해상풍력발전설비용 TLP형 부유체

실제 해역에 슬롯 게임된 해상풍력발전설비용 일본 최초의 TLP형 부유체

어업에 대한 배려와 높은 발전효율을 겸비한 부유식 기초구조 실증실험 시작

2024년 8월 27일: 보도자료

오바야시 주식회사(본사: 도쿄도 미나토구, 사장: 하스와 켄지)는 아오모리현 시모키타군 히가시도리 마을 이와야 앞바다 3km 해상에 일본 최초(*1) 장력 계류식 TLP(Tension Leg Platform)형 부유식 해상 풍력 발전 시설을 슬롯 게임했습니다 1년간의 행동 관찰을 시작했습니다 이번 실증에 사용된 '부체 및 계류 시스템'은 Nippon Kaiji Kyokai의 선급 검사를 완료하고 인증을 받았습니다

하메이드
슬롯 게임 완료

TLP형 부유체 실증실험 (영상재생시간 : 4분 41초)

개발 배경

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부체형 계류시스템으로는 스파형, 세미 서브형 등 현수식 계류방식이 실용화되고 있으나 부체의 움직임이 크고 발전효율이 낮은 문제가 있습니다 반면, TLP형은 높은 부유안정성과 발전효율이 기대되며, 해역을 적게 점유하고 어업에 미치는 영향이 적은 것도 특징이다 그러나 TLP 방식은 일반적으로 슬롯 게임가 어렵다고 여겨져 해상 유전에서 사용해 왔음에도 불구하고 일본에서는 해상풍력 발전의 기반으로 슬롯 게임되지 않아 실용화되지 못했다

슬롯 게임은 고정식과 부유식 등 모든 유형의 기초 구조물을 대상으로 모든 유형의 해상 풍력 발전 기술 개발에 참여하고 있습니다 특히 미래가 유망한 TLP형 부유체 개발에 힘쓰고 있으며, 2018년에는 일본해사협회로부터 기본 설계 승인을 얻는 등 꾸준히 기술 성숙도를 높여왔습니다

오바야시 고유의 슬롯 게임 방식(특허 출원중)을 이용하여 15MW급 풍력발전기가 장착된 부체의 5분의 1 크기인 TLP형 부체를 실제 해역에 슬롯 게임하였고, 1년(2024년 7월~2025년 7월)에 걸쳐 부체의 부유 안정성과 변화를 확인하기 위한 행동관찰을 시작하였습니다 실제 파도 조건에서 계류 재료의 장력

시연실험 내용

하이브리드 구조 채택

TLP형 부체는 텐던이라는 장력 계류재를 사용해 해저에 슬롯 게임된 앵커를 고정하고, 부체의 부력에 의해 발생하는 장력을 활용하여 기초 역할을 합니다 이번 실증 실험에서는 부유체 제작 비용을 절감하고 대량 생산을 달성하기 위해 철근 콘크리트와 철골 부재로 이루어진 하이브리드 구조를 채택했다 또한 텐던은 저크리프, 고강도 합성섬유 로프를 사용하였으며, TLP형 부체와의 적용 가능성도 검증되고 있다

슬롯 게임 방법 설정

TLP형 부체는 슬롯 게임 시 일시적으로 불안정해지는 어려움이 있는데 이를 극복하기 위해 오바야시 주식회사에서는 대형 특수선을 사용하지 않고도 부체의 안정성을 유지하면서 부체를 슬롯 게임하는 방법을 확립하였습니다 (특허 출원 중)

구성 유효성 검증

실제 파도 하에서의 안정성을 확인하고 1년간의 거동관찰을 통해 콘크리트 부체의 수밀성을 검증하여 TLP형 부체의 내구성을 확인하겠습니다

미래 전망

이 부체에는 풍력 터빈이 슬롯 게임되어 있지 않지만, 향후 풍력 터빈이 장착된 부체를 이용하여 실제 해수에서 실증 실험을 진행하여 상용화를 향한 개발을 추진할 예정입니다

2030년 이후 TLP형 해상풍력 발전시설의 사회적 구현을 위한 기술개발을 추진하여 해상풍력을 포함한 재생에너지 확산을 통한 탄소중립 실현에 지속적으로 기여하겠습니다

※1 자체 연구(2024년 7월) “해상풍력발전설비용 TLP형 부유구조물을 실제 해역에 슬롯 게임”는 일본 최초
※2 해상풍력발전설비 기초구조형의 특징

형식	모노파일 유형	스파 유형	세미 하위 유형	TLP 유형

구조 형식	이식식	플로팅 유형	플로팅 유형	플로팅 유형
계류 방법	-	가선 계류	가선 계류	긴장 계류
적용 가능한 수심	50m보다 얕은	100m 이상	80m 이상	80m 이상
주요 기능	간단한 구조와 작은 해역 점유	간단한 구조와 넓은 해역 점유	구조가 복잡하고 넓은 해역을 차지하고 있습니다	작은 부체 움직임과 높은 발전 효율 소해역 점유