부유식 풍력: 멀티

Aug 02, 2023

해양 공간의 다용도는 블루 이코노미의 큰 추세입니다. 부유식 해상풍력의 경우 다른 활동과 공간을 공유할 수 있으면 성장이 가속화될 것입니다. 그러나 대부분의 기술은 다중 사용과 호환되지 않습니다. 시리즈의 세 번째 기사에서는 W2Power가 탁월한 다용도 기능을 통해 어떻게 경제적, 환경적 측면에서 긍정적인 잠재력을 제공하는지 설명합니다.

이전 두 기사1,2에서는 Enerocean의 W2Power 부유식 풍력 솔루션의 주요 장점과 이것이 비용 효율적인 해상 풍력 개발을 위한 매력적인 경로를 제시하는 방법을 요약했습니다. 최근 검토 논문3은 해상에서 테스트된 모든 부유식 풍력 기술의 상태를 비교합니다. W2Power는 2019년에 TRL 6 프로토타입으로 인증을 받았으며 현재 Enerocean은 TRL 7을 표시할 포트에 풀 사이즈 데모를 구축하고 있습니다.

리뷰 작성자는 부유식 풍력의 두 가지 설계 동인, 즉 안정성과 비용 효율성에 중점을 두었습니다. 본 기사에서는 W2Power가 두 가지 필수 측면 모두에서 설계 목표를 달성했음을 언급하면서 다용도로 인한 경제적 이점을 강조합니다.

우리는 디자인 드라이버의 추가 클래스로 다중 사용을 제안하고 있습니다. 이는 해양 생태계를 보호하는 동시에 개발자, 투자자 및 모든 이해관계자에게 가치를 더할 수 있습니다. 해양 공간 계획(MSP)의 역할이 증가함에 따라 다중 용도 기능이 점점 더 중요해질 것입니다. 따라서 해양 공간의 다른 용도에 적응하거나 심지어 촉진할 수 있다는 것은 승리하는 기술의 구별되는 특징이 될 수 있습니다. 그림 1은 처음부터 다중 사용을 염두에 두고 개발된 W2Power의 다중 사용 애플리케이션 중 일부를 요약합니다.

추가 재생 가능 에너지원에서 전기를 생산하면 용량 계수가 높아지고 저생산 기간이 짧아질 수 있습니다. 바다의 태양광 자원은 바람과 상관관계가 없으며, 부유형 태양광에 대한 관심은 광전지의 비용 효율성에 의해 주도됩니다. 설계 연구에 따르면 오늘날의 W2Power에서는 350-375kW의 PV 전기가 생산될 수 있습니다.

플로터에서 PV 패널, 케이블링 및 전자 장치를 지원하면 자본 지출(CapEx)이 낮아지고, 해수 부식이 적어 별도의 부유식 태양광에 비해 운영 지출(OpEx)이 줄어듭니다. PV 전력은 동일한 케이블, 그리드 연결 지점 및 변전소를 통해 내보내거나 온보드 사용을 위해 전용 PV 인버터를 보관할 수 있습니다.

대부분의 심해의 파력 자원은 바다 너울에 의해 지배되며 국지적 바람과의 상관관계는 약합니다. 따라서 하이브리드 풍력/파도 플랫폼의 파력 발전은 더 높은 시장 가치를 가질 수 있습니다. 또한 파력 에너지를 활용하는 것은 W2Power4의 원래 설계 목표였으며 당사의 독점 파력 에너지 변환기를 사용하는 연구 개발(R&D)의 초점이었습니다. 플랫폼의 크기는 파도에 필요한 캡처 길이를 허용하는 반면, WEC 어레이의 거의 대칭 구성은 파도 에너지 추출을 거의 전방향으로 만듭니다.

다양한 현장에 대한 엔지니어링 연구에 따르면 W2Power는 최상의 파도 조건에서 현재 업계 최고의 풍력 정격 20MW에 더해 파도에서 최대 3MW를 생산할 수 있는 것으로 나타났습니다. 만약 실현된다면 지금까지 만들어진 것 중 가장 강력한 파력 에너지 장치가 될 것입니다. 또한 WEC에 대한 지원 및 스테이션 유지, 전력 제어 및 수출이 플랫폼에서 제공되기 때문에 가장 경제적인 파력 에너지 장치가 될 것입니다(그림 2 참조).

W2Power를 사용하면 다용도 이점이 전원 조절 및 내보내기에도 확장됩니다. 온보드 변전소를 설치하는 것은 매력적인 옵션입니다. 기존의 해상 변전소에는 전용 고정 지지대가 필요하며 기타 반잠수식 또는 스파 기반 플로터에는 공간이나 운반 능력이 부족합니다. 상용화되고 있는 가볍고 유연한 모듈식 변전소 유형에 대한 Enerocean 설계 연구5는 플로터를 대규모로 보강하지 않고도 선수 기둥에 설치할 수 있음을 보여줍니다. 특히 이는 W2Power/변전소 장치에서 지속적인 풍력 발전 생산을 가능하게 합니다.

다중 사용에는 전력 생산 외에도 해상에서의 기타 활동이 포함되어 비즈니스 사례를 더욱 강화할 수 있습니다. 여기에는 에너지 저장 및 해수 담수화가 포함됩니다. 최근에는 전기분해를 통한 '그린' 수소 생산에도 많은 관심이 쏠리고 있습니다. 해상에서 'Power-to-X' 기술을 구현하는 장점은 해상에서의 운영에 따른 추가 비용과 위험에 따라 달라집니다. 해외에서 수행되는 프로세스가 복잡할수록 문제는 더 어려워집니다.