해상풍력

Offshore wind power
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북해 Alpha Ventus 해상풍력단지의 풍력터빈 및 변전소

해상 풍력 또는 해상 풍력 에너지는 보통 바다에 있는 수역의 풍력 발전소를 통해 전기를 생산하는 것입니다.육상보다 해상에서 풍속이 더 높기 때문에 해상 농장은 설치 용량당 더 많은 전기를 생산합니다.[1]해상 풍력 발전소는 사람과 경관에 미치는 영향이 적기 때문에 육상 풍력 발전소보다 논란의[2] 여지가 적습니다.

해양 산업에서 "해상"이라는 용어가 일반적으로 사용되는 것과는 달리, 해상 풍력은 심해 지역뿐만 아니라 호수, 피오르 및 보호된 해안 지역과 같은 연안 지역을 포함합니다.대부분의 해상 풍력 발전소는 상대적으로 얕은 물에 고정 기반 풍력 터빈을 사용합니다.더 깊은 물을 위한 부유식 풍력 터빈은 개발과 배치의 초기 단계에 있습니다.

2022년 기준 전 세계 해상풍력 명판 용량은 64.3기가와트(GW)이며,[3] 전 세계 설치 용량의 75% 이상을 중국(49%), 영국(22%), 독일(13%)이 차지하고 있습니다.[3]영국의 1.2GW Hornsea Project One은 세계에서 가장 큰 해상 풍력 발전소였습니다.[4]계획 단계에 있는 다른 프로젝트로는 영국의 Dogger Bank 4.8GW와 대만의 Greater Changhua 2.4GW가 있습니다.[5]

역사적으로 해상의 비용은 육상의 비용보다 높았지만 2019년에는 비용이 78달러/MWh로 감소했습니다.[6][7]유럽의 해상 풍력은 2017년에 기존의 전력원과 가격 경쟁력을 갖게 되었습니다.[8]해상 풍력 발전은 2010년대에 매년 30% 이상씩 성장했습니다.2020년 현재, 해상 풍력은 북유럽 발전의 중요한 부분을 차지하고 있지만, 세계 전체 발전량의 1% 미만에 머물고 있습니다.[9]육상 풍력과 비교할 때 해상 풍력의 큰 장점은 용량 요소가 더 높다는 것입니다. 즉, 지정된 명판 용량을 설치하면 일반적으로 해상에서 발견되며 육상의 특정 지점에서만 발견되는 바람이 더 일관되고 강한 현장에서 더 많은 전기를 생산할 수 있다는 것을 의미합니다.

역사

용량.

전 세계 누적 해상 용량(MW).
출처: GWEC (2011–2020)[10][11][12][13][14][15] 및 EWEA (1998–2010)[16]
1977년 가상의 해상풍력단지를 보여주는 그림

유럽은 덴마크에 1991년 최초의 해상풍력발전소(빈데비)가 설치되는 등 해상풍력 분야에서 세계적인 선두주자입니다.[17]2009년 유럽 해상풍력 터빈의 평균 명판 용량은 약 3 MW였으며, 향후 터빈의 용량은 5 MW로 증가할 것으로 예상되었습니다.[17]

2013년 육상에서 사용되는 전기 연결 및 변환기를 포함한 터빈의 크기와 같은 공학적 측면에 대한 검토 결과, 업계는 일반적으로 비용 대비 편익에 대해 지나치게 낙관적인 태도를 보여 왔으며 "해상 풍력 시장이 커질 것처럼 보이지 않는다"는 결론을 내렸습니다.[18][19]2013년 해상풍력은 그 해 건설된 총 11,159 MW의 풍력발전 용량 중 1,567 MW에 기여하였습니다.[20]

2014년 1월까지 유럽에는 69개의 해상풍력발전소가 건설되었으며, 연평균 482 MW의 정격용량을 보유하고 있었으며,[21] 유럽 해역에 설치된 해상풍력발전소의 총 설치용량은 6,562 MW에 달하였으며,[21] 영국이 3,681 MW로 가장 많은 용량을 보유하고 있었으며, 덴마크가 1,271 M으로 2위, 벨기에가 571 M으로 3위를 차지하고 있었습니다.W. 독일이 520MW로 4위를 차지했고, 네덜란드(247MW), 스웨덴(212MW), 핀란드(26MW), 아일랜드(25MW), 스페인(5MW), 노르웨이(2MW), 포르투갈(2MW)이 그 뒤를 이었습니다.[21]

2015년 말, 유럽 11개국 84개 해상풍력단지에 3,230기의 터빈이 설치 및 그리드 연결되어 총 11,027MW의 용량을 보유하고 있으며,[22][23] 영국의 경우 북해 풍력단지 개발의 역사는 해안,2004년부터 2021년까지 coastal 근해 및 근해.해상 풍력 발전을 통해 발트해는 이 지역 국가들의 주요 에너지 공급원이 될 것으로 예상됩니다.2022년에 서명된 마리엔보르그 선언에 따르면, 모든 유럽연합 발트해 국가들은 2030년까지 19.6 기가와트의 해상풍력을 가동하겠다는 그들의 의도를 발표했습니다.[25]

유럽 밖에서는 중국 정부가 2015년까지 설치된 해상풍력 5GW, 2020년까지 30GW를 목표로 야심찬 목표를 세웠습니다.그러나 2014년 5월 중국 해상풍력 발전용량은 565 MW에 불과하였고,[26] 2016년 중국 해상풍력 발전용량은 832 MW 증가하였으며, 이 중 636 MW는 중국에서 이루어졌습니다.[27]

해상풍력 건설 시장은 여전히 상당히 집중되어 있습니다.2015년 말까지 지멘스 풍력은 전 세계 해상 풍력 발전 용량 11GW의[28] 63%를 설치했고, 베스타스는 19%, 센비온은 8%, 애드웬은 6%[29][13]로 3위를 차지했습니다.약 12GW의 해상 풍력 발전 용량이 북유럽을 중심으로 가동되었으며, 그 중 3,755MW가 2015년에 가동되었습니다.[30]2020년 기준으로 해외 글로벌 시장의 90%를 유럽 기업이 대표하고 있습니다.[31]

2017년까지 전 세계적으로 설치된 해상풍력 용량은 20GW였습니다.[32]2018년 해상풍력은 전 세계 전력 공급량의 0.3%에 불과했습니다.[33]그러나 2018년만 해도 전 세계적으로 4.3GW의 해상풍력이 추가로 사용되었습니다.[33]덴마크의 경우 2018년 50%의 전력을 풍력 에너지로 공급하고 있으며, 이 중 15%는 해상에서 공급되었습니다.[34]터빈의 평균 설치 규모는 2018년 6.8MW, 2019년 7.2MW, 2020년 8.2MW입니다.[35]

비용.

2010년 미국 에너지 정보청은 "해상 풍력 발전은 대규모 배치에 고려되는 가장 비싼 에너지 생성 기술"이라고 말했습니다.[6]2010년 해상 풍력 발전 상태는 육상 시스템보다 훨씬 더 큰 경제적 문제를 야기했으며, 가격은 250만-300만 유로/MW 범위에 달했습니다.[36] 그 해, Siemens와 Vestas는 해상 풍력 발전의 90%를 터빈 공급업체였으며, 외르스테드 A/S(당시 이름은 DONG Energy), Vattenfall 및 E.on은 선도적인 해상 운영업체였습니다.[1]

2011년, 외르스테드(Orsted)는 해상 풍력 터빈이 아직 화석 연료와 경쟁력이 없지만, 15년 안에 개발될 것이라고 추정했습니다.그때까지는 국비와 연기금이 필요할 것입니다.[37]2011년 말 벨기에, 덴마크, 핀란드, 독일, 아일랜드, 네덜란드, 노르웨이, 스웨덴 및 영국 해역에 53개의 유럽 해상 풍력 발전소가 있으며, 운영 용량은 3,813 MW이며,[38] 5,603 MW는 건설 중에 있었습니다.[39]2011년에는 유럽 해역에 85억 유로(114억 달러) 규모의 해상 풍력 발전소가 건설 중에 있었습니다.[40]

2012년에 Bloomberg는 해상 풍력 터빈의 에너지 비용이 MWh당 161유로(208달러)라고 추정했습니다.[41]

해상풍력의 비용이 예상보다 훨씬 빨리 감소하고 있습니다.2016년까지 이미 4건의 계약(보셀과 크리거즈)이 2050년 예상 가격의 최저치를 밑돌았습니다.[42][43]

미국의 해상 풍력 프로젝트는 육상 풍력 발전소의 경우 킬로와트당 1,363달러인 반면 2023년에 건설하는 데 킬로와트당 4,000달러가 듭니다.해상풍력 비용은 2019년 이후 36% 증가한 반면 육상풍력 비용은 같은 기간 5% 증가에 그쳤습니다.[44]

미국의 일부 주요 프로젝트는 인플레이션 감소법에서 보조금을 받을 수 있게 된 이후에도 인플레이션으로 인해 차질을 빚고 있습니다.[45]

미래발전

부유식 풍력 발전소를 포함한 해상 풍력 발전소는 전체 풍력 발전의 작지만 증가하는 부분을 제공합니다.이러한 발전 용량은 기후 변화에 대응하기 위해 2050년까지 IEA의 Net Zero를 달성하는 데 도움이 되도록 크게 증가해야 합니다.[46]

2016년 경제협력개발기구(OECD)는 해상풍력이 2030년까지 해양경제의 8%까지 성장하고, 산업은 2300억 달러의 가치를 더해 43만5000명을 고용할 것으로 전망했습니다.[47]

유럽연합 집행위원회는 해상풍력이 그린딜의 일부이기 때문에 앞으로 해상풍력 에너지의 중요성이 더욱 커질 것으로 예상하고 있습니다.[48]유럽 해상 풍력 에너지의 잠재력을 최대한 개발하는 것은 그린 딜의 청정 에너지 부문에서 중요한 활동 중 하나입니다.[48]

2050년까지 설치된 해상풍력 용량은 전 세계적으로 1550GW에 이를 것으로 예상됩니다.[32]80배 증가한 2017년의 용량과 비교할 때 말입니다.[32]

해상 산업에서의 현재의 발전을 특징짓는 진보된 것 중 하나는 풍력 이용 가능성이 높은 해안에서 더 멀리 떨어진 해상 풍력 프로젝트를 가능하게 하는 기술입니다.특히, 부유식 기초 기술의 채택은 더 깊은 바다에서 바람의 잠재력을 풀기 위한 유망한 기술임이 입증되었습니다.[49]

경제학

2018년[50] 독일의 다른 발전원과 비교한 해상풍력 전력 평준화비용 비교

풍력터빈을 해상에 위치시키는 장점은 해상에서 바람이 훨씬 강하게 불고, 육상의 바람과 달리 오후에는 해상의 바람이 강하게 불어 사람들이 전기를 가장 많이 사용하는 시간대와 일치할 수 있습니다.해상 터빈은 또한 대도시와 같은 해안가의 부하 센터 근처에 위치할 수 있으므로 새로운 장거리 송전선이 필요 없습니다.[51]그러나, 해상 설치에는 몇 가지 단점이 있는데, 이는 더 비싼 설치, 접근의 어려움, 그리고 장치에 더 가혹한 조건과 관련이 있습니다.

풍력 터빈을 연안에 배치하면 장치가 높은 습도, 염수 및 염수 분무에 노출되어 사용 수명에 부정적인 영향을 미치며 부식 및 산화를 초래하고 유지 및 보수 비용이 증가하며 일반적으로 설치 및 운영의 모든 측면이 훨씬 어렵고 시간이 많이 소요됩니다.땅 위의 장소들보다 더 위험하고 훨씬 더 비쌉니다.습도와 온도는 밀폐된 나셀을 공기 조절함으로써 조절됩니다.[52]지속적인 고속 작동과 발전으로 마모, 유지보수 및 수리 요구량도 비례적으로 증가합니다.

터빈의 비용은 현재 해외 프로젝트의 총 비용의 1/3에서 1/2에[36] 불과하며, 나머지는 인프라, 유지보수 및 감독에서 발생합니다.육상 풍력 발전소와 비교할 때 기초, 설치, 전기 연결 및 운영 및 유지보수(O&M) 비용은 해상 설비의 전체 비용에서 큰 비중을 차지합니다.해안과 수심에서 멀어질수록 설치 비용과 전기 연결 비용도 빠르게 증가합니다.[53]

해상 풍력의 다른 한계는 여전히 제한된 설치 수와 관련이 있습니다.해상 풍력 산업은 2017년 현재 공급 병목 현상이 여전히 존재하기 때문에 아직 완전히 산업화되지는 않았습니다.[54]

투자비용

해상 풍력 발전소는 육상 설비와 비교할 때 더 큰 터빈을 보유하는 경향이 있으며, 규모가 지속적으로 증가하는 추세입니다.해상 풍력 발전소의 경제성은 생산되는 단위 에너지당 설치 및 그리드 연결 비용이 감소하기 때문에 더 큰 터빈을 선호하는 경향이 있습니다.[53]게다가, 해상 풍력 발전소는 육상 풍력 터빈의 크기에 있어서 동일한 제한을 두지 않습니다. 예를 들어, 육상 풍력 터빈의 이용 가능성이나 운송 요구 사항.[53]

운영비

풍력 발전소의 운영비는 유지보수(38%), 항만 활동(31%), 운영(15%), 사용료(12%), 기타 비용(4%)[55]으로 나뉩니다.

운영 및 유지보수 비용은 일반적으로 운영 비용의 53%를 차지하며, 해상 풍력 발전소의 총 라이프사이클 비용의 25% - 30%를 차지합니다.O&M은 이 자원의 추가 개발을 위한 주요 장벽 중 하나로 여겨집니다.

해상 풍력 발전소의 유지보수 비용은 육상 시설의 유지보수 비용보다 훨씬 비쌉니다.예를 들어, 픽업 트럭에 타고 있는 한 명의 기술자가 거의 모든 기상 조건에서 지상의 터빈에 신속하고 쉽고 안전하게 접근할 수 있으며, 차량에서 나와 터빈 타워로 걸어 들어가기만 하면 현장 도착 후 몇 분 이내에 전체 장치에 접근할 수 있습니다.해상 터빈에 대한 유사한 접근은 도크 또는 부두로 운전하기, 필요한 도구 및 공급품을 보트에 적재하기, 풍력 터빈으로의 항해, 보트를 터빈 구조물에 고정하기, 보트에서 터빈으로 및 터빈으로 도구 및 공급품을 이송하고 나머지 단계를 역순으로 수행하기를 포함합니다.해상 터빈 기술자는 하드 모자, 장갑 및 안전 안경과 같은 표준 안전 장비 외에도 구명 조끼, 방수 또는 방수 의류를 착용해야 하며 작업, 해상 및 대기 조건에서 물에 빠지거나 물에 빠질 경우 신속한 구조가 불가능한 경우 생존복을 착용해야 합니다.일반적으로 운전면허를 소지한 한 명의 기술자가 육상에서 적은 비용으로 짧은 시간 내에 수행할 수 있는 작업을 위해 해상에서 대형 동력 보트를 조작하고 다루는 데 숙련되고 훈련된 최소 두 명의 기술자가 필요합니다.

에너지비용

설치된 해상 터빈의 비용은 2019년에 $78/MWh로 30%[7] 감소하여 다른 유형의 재생 에너지보다 빠르게 감소했습니다.대규모 혁신을 통해 2020년까지 해상풍력 비용을 25% 절감할 수 있다고 제안했습니다.[56]해상 풍력 발전 시장은 전 세계 대부분 국가에서 재생 가능 목표를 달성하는 데 중요한 역할을 합니다.

정부 입찰 및 규모로 인해 700 MW Borselle 3&4에서[57] 2016년의 경매는 메가와트 시간당 54.5 유로(MWh),[58] 600 MW Kriegers Flak(송전기 미포함)에서 MWh당 49.90 유로의 비용에 도달했습니다.[59]

2017년 9월 영국에서 원자력보다 가격이 저렴하고 가스와 경쟁력이 있는 MWh당 57.50파운드의 파업 가격으로 계약이 체결되었습니다.[60]

2018년 9월에 미국 매사추세츠주의 Vineyard Wind에 대해 MWh당 $65-$74의 비용으로 계약이 체결되었습니다.[61][62]

해상풍력자원

글로벌 해상풍속 지도(Global Wind Atlas 3.0)

해상풍력 자원은 지구 표면적이 육지 질량에 비해 바다와 바다로 덮여 있는 비율을 고려할 때, 본질적으로 거대하고 고도로 분산되어 있습니다.산림이나 사바나 등의 지형에 비해 육상의 경우 육상의 경우 육상의 경우 육상의 경우에 비해 육상의 경우에 비해 풍속이 상당히 높은 것으로 알려져 있으며,동일한 입력 데이터 및 방법론을 사용하여 육상 및 해상 지역을 모두 포괄하는 글로벌 풍속 지도에 의해 설명되는 사실.북해의 경우 풍력 터빈 에너지는 연간 약 30 kWh/m의2 해수면이 그리드에 전달됩니다.바다 면적당 에너지는 터빈 크기와 거의 무관합니다.[63]

해상풍력에 대한 기술적으로 이용 가능한 자원 잠재력은 터빈이 정박할 수 있는 해상풍력 자원에서만 전기를 생산할 수 있기 때문에 평균 풍속과 수심의 요인이 됩니다.현재 해상풍력터빈은 수심 약 50미터(160피트)까지 고정 기반 해상풍력으로 설치할 수 있습니다.그 외에도 현재 제안된 기술을 바탕으로 최대 1킬로미터(3,300피트) 깊이에 설치할 수 있는 부유식 기초 터빈이 필요할 것입니다.[64]실행 가능한 수심과 초당 7미터(23ft/s) 이상의 풍속을 분석한 결과, 호주, 일본, 미국 또는 서유럽과 같은 대부분의 OECD 국가를 포함하지 않고 연구된 50개국에서만 17테라와트(TW) 이상의 해상풍 기술 잠재력이 있는 것으로 추정되었습니다.아르헨티나와 중국과 같은 잘 사는 나라들은 각각 거의 2TW와 3TW의 잠재력을 가지고 있으며, 이러한 지역에서 해상풍력의 방대한 잠재력을 보여주고 있습니다.[65]

계획 및 허가

템스 하구 지역에는 켄티시 플랫즈, 건플릿 샌즈, 테넷, 런던 어레이 등 4개의 해상 풍력 발전소가 있습니다.후자는 2018년 9월까지 세계에서 가장 컸습니다.

해상풍력단지의 시운전을 계획하기 위해서는 여러 종류의 정보를 얻을 필요가 있습니다.여기에는 다음이 포함됩니다.

  • 해상풍 특성[clarification needed]
  • 물의 깊이, 전류, 해저, 이동 및 파도 작용, 이 모든 것이 잠재적인 터빈 구성에 기계적 및 구조적 부하를 유발합니다.
  • 해양 성장[clarification needed], 염도, 빙빙 및 바다 또는 호수 바닥의 지질학적 특성

대학, 산업, 정부의 연구원 연합의 보고서에 따르면, 기존 측정 하드웨어에는 LIDAR(Light Detection and Ranging), SODAR(Sonic Detection and Ranging), 레이더, 자율 수중 차량(AUV), 원격 위성 감지 등이 있지만, 이러한 기술은 평가 및 개선되어야 합니다., 지속 가능한 미래를 위한 앳킨슨 센터의 지원을 받고 있습니다.[66]

관련된 많은 요인들 때문에 해상 풍력 발전소의 가장 큰 어려움 중 하나는 부하를 예측하는 능력입니다.해석은 병진운동(서지, 흔들림, 들뜸)과 회전운동(롤, 피치, 요) 플랫폼 운동과 터빈 운동 사이의 동적 결합과 부유식 시스템을 위한 계선라인의 동적 특성을 고려해야 합니다.기초와 하부구조는 해상풍력 시스템의 큰 부분을 차지하며, 이러한 요소들을 모두 고려해야 합니다.[66]

타워와 기초 사이의 그라우트에서 하중전달은 그라우트에 응력을 줄 수 있으며, 여러 영국의 바다 터빈에는 엘라스토머 베어링이 사용됩니다.[67]

부식 또한 심각한 문제이며 상세한 설계 고려가 필요합니다.해양 석유/가스 산업 및 기타 대형 산업 공장에서 활용하는 전문 지식을 활용하여 부식을 원격으로 모니터링할 가능성이 매우 높아 보입니다.

또한, 해상 풍력 발전소의 역풍에 따른 풍력 발전소의 발전 효율성이 감소하는 것으로 밝혀짐에 따라 전략적 의사 결정은 국가 간 한계와 최적화 가능성을 고려해야 할 수 있습니다.[68][69]

해상 풍력 발전소를 설계하기 위한 지침 중 일부는 IEC 61400-3에 규정되어 있지만,[70][71][72] 미국에서는 몇 가지 다른 표준이 필요합니다.[73]

유럽연합(EU)에서는 다양한 국가 표준이 비용 절감을 위해 보다 응집력 있는 지침으로 간소화되어야 합니다.[74]이 표준은 풍랑, 파도, 해류와 같은 현장 고유의 외부 조건에 기초한 하중 분석을 요구합니다.[75]

계획 및 허가 단계는 1,000만 달러 이상의 비용이 들 수 있고 5-7년이 소요되며 결과가 불확실합니다.업계는 정부에 프로세스 개선을 요구하는 압력을 가하고 있습니다.[76][77]덴마크에서는 장애물을 최소화하기 위해 당국이 의도적으로 이러한 단계를 간소화했으며,[78] 이 정책은 '원스톱숍' 개념의 해안 풍력 발전소를 대상으로 확장되었습니다.[79]미국은 2012년에 "시작부터 스마트"라고 불리는 비슷한 모델을 소개했습니다.[80]

EU에서는 2018년 개정된 신재생 에너지 지침을 통해 풍력 프로젝트를 시작할 수 있도록 허가 절차를 간소화했습니다.[31]

법적 틀

해상풍력터빈의 설치와 운영은 국내법과 국제법에서 모두 규정하고 있습니다.관련된 국제법적 틀은 UNCLOS(United Nations Convention on the Law of the Sea)로 해양 이용에 관한 국가의 권리와 책임을 규정하고 있습니다.[81]해상 풍력 터빈이 위치한 해상 구역에 따라 적용되는 규제 규칙이 결정됩니다.

영해(해안의 기준선으로부터 최대 12해리)에서 연안국은 완전한 주권을[81] 가지며, 따라서 해상 풍력 터빈의 규제는 전적으로 국가 관할 하에 있습니다.

배타적 경제수역(기선에서 최대 200해리 떨어진 곳)은 주의 영토가 아니지만, 해안 국가의 배타적 관할권과 통제권이 있으며, 그 중 하나가 바람으로부터 에너지를 생산하는 것입니다.[81]이는 연안국이 해상풍력발전소를 설치·운영할 권리와 설치에 대한 정당한 통지가 있는 한 모든 선박이 존중해야 하는 주변의 안전지대를 설정할 권리가 있다는 것을 의미합니다.또한, 설치물이나 안전 구역 모두 국제 항해에 필수적인 해상 차선을 방해할 수 없습니다.[81]

배타적 경제수역 너머에는 공해가 있습니다.[81]이 구역 내에서 에너지를 생산하는 목적은 공해 자유로 명시적으로 언급되지 않으며, 따라서 해상 풍력 시설의 법적 지위가 불분명합니다.학계에서는 공해상 해상풍력시설의 법적 지위 불확실성이 이용권을 둘러싼 국가 간 분쟁의 대상이 될 수 있다는 주장이 제기됐습니다.[82]그 방안으로 해상풍력시설을 선박이나 인공섬, 설치물 및 구조물로 보아 공해의 자유로 편입할 수 있다는 점이 제시된 바 있습니다.[82]

2020년 현재 공해상에서 바람을 이용한 에너지 생산은 심해에서 발생하는 어려움으로 인해 기술적으로 가능하지 않습니다.[83]그러나 부유식 풍력터빈의 발전된 기술은 심해 풍력 프로젝트의 실현을 위한 한 걸음입니다.[83]

종류들

예상되는 풍력발전기의 심층수로의 진행과정
해안선으로부터 200km 이내에 메가와트(MW) 단위로 설치된 전력용량으로 볼 때 베트남의 고정 및 부유식 해상풍에 대한 기술적 잠재력 추정
2008년 독일 빌헬름스하벤 해상풍력발전소 삼각대 재단법인

일반적으로 고정 기반 해상 풍력 터빈은 수심이 50미터(160피트) 미만이고 평균 풍속이 초당 7미터(23피트/s) 이상인 지역에서 기술적으로 실행 가능한 것으로 간주됩니다.[64]부유식 해상 풍력 터빈은 수심이 50~1,000 미터(160~3,280 피트)에 이를 때 기술적으로 실행 가능한 것으로 간주됩니다.전시된 베트남 지도는 수심에 따라 고정 기초 및 부유식 해상 풍력 터빈에 대한 해당 국가의 기술 잠재력을 추정할 수 있습니다.

고정기초

가장 일반적인 유형의 고정식 해상 풍력 기초

현재 운영되고 있는 거의 모든 해상 풍력 발전소는 몇몇 시범 프로젝트를 제외하고는 고정 기반 터빈을 사용하고 있습니다.고정 기반 해상 풍력 터빈은 수중에 고정 기반이 있으며 최대 50~60m(160~200ft)의 비교적 얕은 물에 설치됩니다.[84]

수중구조물의 종류로는 모노파일(monopile), 트라이포드(tripod), 재킷(jacket) 등이 있으며, 해저에는 모노파일 또는 다중파일, 중력베이스(gravity base), 케이슨(caison)[84] 등 다양한 기초가 있습니다.해상 터빈은 물의 깊이에 따라 안정성을 위해 다양한 종류의 베이스가 필요합니다.현재까지 다양한 솔루션이 존재하는 경우:[17][85]

  • 대부분의 기초는 직경이 6미터(20피트)인 모노파일(단일 기둥) 베이스이며 수심이 최대 30미터(100피트)인 물에서 사용됩니다.[clarification needed]
  • 석유 및 가스 산업에서 사용되는 일반적인 스틸 재킷 구조물은 수심 20~80m(70~260ft)의 물에서 사용됩니다.
  • 중력 베이스 구조물, 수심 20~80m의 노출된 지점에서 사용.
  • 수심 20~80m의 물속에 쌓인 삼각대 구조물.
  • 수심 20~80m의 삼각대 흡입 케이슨 구조물

2,000톤에서 직경 11미터(36피트)까지 모노파일을 만들 수 있지만, 지금까지 가장 큰 것은 1,300톤으로 일부 크레인 선박의 1,500톤 제한을 밑돌고 있습니다.다른 터빈 구성 요소들은 훨씬 더 작습니다.[86]

삼각대 파일 하부구조 시스템은 모노파일 시스템보다 더 깊은 수심에 도달하기 위해 개발된 최신 개념으로 수심이 최대 60m에 이릅니다.이 기술은 맨 위에 연결된 세 개의 모노파일로 구성되어 있습니다.이 솔루션의 가장 큰 장점은 설치가 간단하다는 것인데, 3개의 모노파일을 설치한 후 상부 조인트를 추가하는 방식입니다.베이스가 크면 뒤집힐 위험도 줄어듭니다.[87]

강철 재킷 구조물은 수십 년 동안 석유 및 가스 산업에서 사용되어 온 개념의 해상 풍력 산업에 대한 적응에서 비롯됩니다.그들의 주된 장점은 더 높은 깊이(최대 80m)에 도달할 수 있는 가능성에 있습니다.그들의 주된 한계는 높은 건설비와 설치비 때문입니다.[87]

유동적인

Blue H 테크놀로지스 - 세계 최초 부유식 풍력 터빈
주요 기사:부유식 풍력터빈

수심이 약 60~80m 이상인 지역의 경우 고정 기초가 경제적이지 않거나 기술적으로 불가능하며 해저에 고정된 부유식 풍력 터빈이 필요합니다.[88][89][90]씨윈드오션테크놀로지스가 최종 인수한 블루에이치테크놀로지스는 2007년 세계 최초의 부유식 풍력터빈을 설치했습니다.[91][92][93]하이윈드는 2009년 노르웨이 앞바다 북해에 설치된 세계 최초의 대형 부유식 풍력터빈입니다.[94]Hywind Scotland는 2017년 10월에 위탁 운영되는 최초의 부유식 풍력 발전소로 30MW의 용량을 갖추고 있으며, 다른 종류의 부유식 터빈이 배치되었으며, 더 많은 프로젝트가 계획되어 있습니다.

세로축

현재 설치되어 있는 육상용 및 모든 대형 해상풍력터빈의 대부분이 수평축이지만, 수직축 풍력터빈은 해상 설치에 사용하기 위해 제안되어 있습니다.해상에 설치되고 무게 중심이 낮아지기 때문에, 이러한 터빈은 원칙적으로 터빈당 최대 20 MW 용량의 제안된 설계로 수평축 터빈보다 더 크게 건설될 수 있습니다.이것은 해상 풍력 발전소의 규모의 경제를 향상시킬 수 있습니다.[53]그러나 이 기술에 대한 대규모 시연은 설치되지 않았습니다.

터빈 건설자재 고려사항

해상풍력터빈은 해양과 큰 호수에 위치하고 있기 때문에 육상풍력터빈에 사용되는 재료를 변형하고 염수에 대한 내식성과 타워가 물에 일부 잠기는 새로운 하중력에 최적화해야 합니다.해상 풍력에 관심이 있는 주요 이유 중 하나는 더 높은 풍속입니다. 일부 부하 차이는 풍속 차이로 인해 풍력 터빈의 상단과 하단 사이의 더 높은 전단력에서 발생합니다.또한 해상 풍력 응용을 위한 강철 튜브형 타워의 사용에 수렴하는 타워 바닥 주위의 파도에 의해 발생할 하중에 대한 고려가 있어야 합니다.[95]

해상풍력 터빈은 염분과 물에 지속적으로 노출되기 때문에 모노파일 및 터빈 타워에 사용되는 강철은 특히 타워에 부딪혀 부서지는 파도에 대해 "스플래시 존"에 있는 타워 베이스 및 모노파일에서 내식성을 위해 처리되어야 합니다.사용할 수 있는 두 가지 기술에는 음극 방식과 수소 유도 응력 균열의 일반적인 공급원인 부식 피트를 줄이기 위한 코팅의 사용이 포함됩니다.[96]음극 보호를 위해 아연도금 양극은 모노파일에 부착되며 모노파일에 사용된 강철보다 우선적으로 부식될 수 있는 강철과의 잠재적 차이가 충분합니다.해상 풍력 터빈에 적용된 일부 코팅에는 용융 아연 코팅 및 폴리우레탄 탑코트를 포함한 2-3 에폭시 코팅이 포함됩니다.[96]

설치

Bremerhaven항의 해상풍력터빈 기초구조물

특수한 잭업 리그(풍력 터빈 설치 선박)를 사용하여 기초 및 터빈을 설치합니다.2019년 현재 3~5,000톤을 160미터(520피트)까지 끌어올릴 수 있는 차세대 선박이 건조되고 있습니다.[97]대형 부품은 설치가 어려울 수 있으며 자이로스코프는 핸들링 정밀도를 향상시킬 수 있습니다.[98]기초를 설치할 때 진동 파일 드라이버를 안정적으로 유지하기 위해 동적 위치 설정도 사용되었습니다.[99]

최근에는 수심이 얕은 곳에 고정식 바닥 해상 풍력 발전소를 경제적으로 건설하기 위해 많은 모노필 기초가 사용되었습니다.[100][101]각 구조물은 하나의 일반적으로 큰 직경의 기초 구조 요소를 사용하여 대형 지표면 구조물의 모든 하중(중량, 바람 등)을 지지합니다.다른 종류로는 삼각대(강철)와 중력기단(콘크리트)이 있습니다.

모래에서 풍력 터빈 해저 모노파일 기초를 위한 일반적인 건설 프로세스는 파일 드라이버를 사용하여 파일 주위의 침식을 최소화하기 위해 대형 중공 강철 파일을 25미터(82피트) 깊이로 해저로 밀어 넣는 것을 포함합니다.이 더미들은 직경이 4미터(13피트)이고 두께가 약 50밀리미터(2.0인치)에 이를 수 있습니다.전환 피스(보트 착륙 장치, 음극 보호 장치, 해저 케이블용 케이블 덕트, 터빈 타워 플랜지 등 미리 설치된 기능이 포함된)가 현재 깊게 파여 있는 말뚝에 부착되고, 모래와 물이 말뚝 중앙에서 제거되고 콘크리트로 대체됩니다.보다 장기적인 침식 보호를 위해 직경 0.5m에 이르는 훨씬 더 큰 돌층이 해저 표면에 적용됩니다.[101]

타워를 설치하고 해저와 연결하기 쉽도록 수면 아래 부분과 수면 위 부분 두 부분으로 나누어 설치합니다.[95]타워의 두 부분은 접지 연결부로 채워진 전이 조각으로 연결됩니다.그라우팅 연결은 터빈 타워에서 경험하는 하중을 터빈의 안정적인 모노파일 기초로 전달하는 데 도움이 됩니다.접합부에 사용되는 그라우트를 강화하기 위한 하나의 방법은 모노파일과 타워 사이의 슬라이딩을 방지하기 위해 그라우트 연결부의 길이를 따라 전단 키로 알려진 용접 비드를 포함하는 것입니다.[102]

해상 풍력 터빈 구성 요소는 크기가 큽니다.설치 전에 제조 설비와 조립 설비 사이에 부품을 운반하는 것은 최소화되어야 합니다.이에 따라 해상풍력 개발이 집중된 지역에 해상풍력 항만시설이 구체적으로 건설되고 있습니다.[103]대규모 해상 풍력 발전소 프로젝트의 경우, 해상 풍력 발전소는 설치물에 대한 공급망의 전략적 허브가 됩니다.[104]

설치용량

2022년 이후에는 해상풍력터빈 설치 선박([105][106]WTIV), 특히 10MW 이상의 터빈을 설치할 수 있는 선박이 부족할 것으로 예상되며, 2024년까지 해상풍력터빈을 설치할 수 있는 선박에 대한 수요가 공급을 넘어설 것으로 예상됩니다.[107]

"해상풍력에너지 개발업체들은 12MW 이상의 해상풍력터빈을 설치할 수 있는 WTIV[풍력터빈 설치선박]의 부족에 대응하기 시작하고 있으며,그러나 2020년대 중반까지 계획된 해상 풍력 용량의 설치를 처리할 수 있는 글로벌 함대의 능력에 대해서는 여전히 불확실합니다(Hartkopf-Mikkelsen 2020; Rystad Energy 2020).Tufts University에서 신흥국인 미국 해상풍력 에너지 시장에 대한 글로벌 공급망 영향을 분석한 결과, 현재 전 세계 WTIV 함대는 12MW 이상의 풍력터빈을 설치할 준비가 되어 있지 않은 것으로 나타났습니다(Bocklet et al. 2021)."[108]

접속

그리드 연결

노르웨이에서는 해상 윈드파크용 HVDC 컨버터 스테이션을 수용하기 위한 해상 구조물이 헤비 리프트 선박에 의해 이동되고 있습니다.

해상 풍력 발전을 육상 그리드에 통합하기 위한 실행 가능한 옵션으로 여러 가지 유형의 기술이 검토되고 있습니다.가장 종래의 방법은 고압 교류(HVAC) 전송선로를 통한 것입니다.HVAC 송전선은 현재 해상 풍력 터빈을 위한 그리드 연결의 가장 일반적인 형태입니다.[109]그러나 특히 해상 터빈과의 거리가 증가함에 따라 HVAC가 실용적이지 못하게 하는 상당한 제한이 있습니다.첫째, HVAC는 케이블의 정전 용량의 결과인 [109]케이블 충전 전류에 의해 제한됩니다.해저 AC 케이블은 오버헤드 AC 케이블보다 캐패시턴스가 훨씬 높기 때문에 캐패시턴스에 의한 손실이 훨씬 커지게 되며, 송전선의 수신단에서의 전압 크기는 생성단에서의 크기와 크게 다를 수 있습니다.이러한 손실을 보상하기 위해서는 시스템에 케이블이나 반응성 보상을 더 추가해야 합니다.이 두 가지 모두 시스템에 비용을 추가합니다.[109]또한 HVAC 케이블에는 실제 전력과 무효 전력이 모두 흐르기 때문에 추가적인 손실이 발생할 수 있습니다.[110]이러한 손실 때문에, 지하 HVAC 라인은 어디까지 연장할 수 있는지에 제한이 있습니다.해상 풍력을 위한 HVAC 전송의 최대 적절한 거리는 약 80km(50mi)로 간주됩니다.[109]

HVAC 케이블을 사용하는 것에 대한 대안으로 고전압 직류(HVDC) 케이블을 사용하는 것이 제안되었습니다.HVDC 전송 케이블은 케이블 충전 전류의 영향을 받지 않으며, HVDC가 무효 전력을 전송하지 않기 때문에 전력 손실이 적습니다.[111]적은 손실로, 해저 HVDC 라인은 HVAC보다 훨씬 더 멀리 연장될 수 있습니다.이로 인해 HVDC는 매우 먼 해상에 위치한 풍력 터빈에 적합합니다.그러나 HVDC는 AC 그리드에 연결하기 위해 전력 변환기가 필요합니다.이를 위해 라인 정류 변환기(LCC)와 전압 소스 변환기(VSC)가 모두 고려되었습니다.LCC가 훨씬 더 광범위한 기술이고 가격도 저렴하지만 VSC는 독립적인 능동 전력 및 무효 전력 제어를 포함한 더 많은 이점을 가지고 있습니다.[111]새로운 연구가 VSC에 DC 케이블을 통해 연결된 LCC를 갖는 하이브리드 HVDC 기술 개발에 투입되었습니다.[111]

해상 풍력 터빈에서 육상 에너지 발전소로 에너지를 수송하기 위해서는 해저를 따라 케이블을 연결해야 합니다.케이블은 많은 양의 전류를 효율적으로 전달할 수 있어야 하므로 케이블에 사용되는 재료를 최적화하고 최소한의 케이블 재료를 사용하기 위한 케이블 경로를 결정해야 합니다.[95]이러한 응용 분야에서 사용되는 케이블의 비용을 절감하기 위한 하나의 방법은 구리 도체를 알루미늄 도체로 변환하는 것이지만, 제안된 대체품은 알루미늄이 구리보다 밀도가 낮기 때문에 케이블의 움직임이 증가하고 손상 가능성이 있다는 문제점이 있습니다.

해상선박연결

덴마크 해운회사인 머스크 서플라이 서비스(Maersk Supply Service)가 시작할 스틸스트롬(Stillstrom)이라는 이름의 해상 전력 충전 시스템은 선박들이 해상에 있는 동안 재생 가능한 에너지에 접근할 수 있도록 해줄 것입니다.[112]해상 풍력 발전소에서 생산된 전기에 선박을 연결하는 이 시스템은 공회전 선박의 배출을 줄이도록 설계되었습니다.[112]

유지

독일-덴마크 발트해 서부 페흐만벨트 뢰드샌드 풍력단지 해상풍력터빈(2010)

터빈은 해상에서 접근성이 매우 떨어지며(통상적인 접근을 위해 서비스 선박이나 헬리콥터, 기어박스 교체와 같은 무거운 서비스를 위해 잭업 리그를 사용해야 함), 따라서 육상 터빈보다 신뢰성이 더 중요합니다.[1]가능한 육상 기지로부터 멀리 떨어진 일부 풍력 발전소에는 서비스 팀이 해상 수용 시설에서 현장 생활을 하고 있습니다.[113]풍력 터빈의 블레이드에 대한 부식의 영향을 제한하기 위해 엘라스토머 재료의 보호 테이프가 적용되지만 액적 침식 보호 코팅은 요소로부터 더 나은 보호를 제공합니다.[114]

풍력 터빈 모노파일 및 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 보호하기 위해 ICP(impended current cathodic protection)가 사용됩니다.ICCP 시스템은 현장 모니터링이 필요하지 않고 기존 갈바닉 시스템보다 친환경적이고 비용 효율적이기 때문에 부식에 대한 해결책으로 점점 인기를 얻고 있습니다.전통적인 갈바닉 양극 음극 보호(GACP) 시스템은 두 금속 사이의 자연 구동력을 기반으로 작동하지만, ICCP 시스템은 연속적인 외부 전원을 사용합니다.[citation needed]

유지보수 조직은 구성 요소의 유지보수 및 수리를 수행하며 거의 모든 자원을 터빈에 투자합니다.기존의 블레이드 검사 방법은 작업자가 블레이드를 아래로 밀어내리는 것으로 터빈당 하루가 걸립니다.일부 농가에서는 하루에 터빈 3개의 날을 600mm 망원렌즈를 통해 모노파일에서 촬영해 올라가기를 피하면서 점검하기도 합니다.[115]다른 사람들은 카메라 드론을 사용합니다.[116]

원격 특성 때문에 해상 풍력 터빈의 예후 및 건강 모니터링 시스템이 훨씬 더 필요하게 될 것입니다.이를 통해 적시 유지보수 계획을 보다 효율적으로 수립할 수 있으므로 운영 및 유지보수 비용을 절감할 수 있습니다.(Atkinson Center for a Sustainable Future 지원) 대학, 산업 및 정부 연구원 연합의 보고서에 따르면,[66] 이러한 터빈의 현장 데이터를 이용할 수 있도록 하는 것은 터빈 설계에 사용되는 복잡한 분석 코드를 검증하는 데 매우 유용할 것입니다.이 장벽을 줄이는 것은 풍력 에너지를 전문으로 하는 엔지니어들의 교육에 기여할 것입니다.

폐로

최초의 해상 풍력 발전소가 수명을 다함에 따라, 소유주가 보증할 수 있도록 MW당 대략 200-400만 DKK(300,000-600,000 USD)의 비용으로 이를 재활용하는 철거 산업이 발달합니다.[117]2015년 11월 스웨덴의 이트레 스텐그룬드(Yttre Stengrund)가 최초로 해체된 해상 풍력 발전소이며, 2017년 빈데비(Vindeby), 2019년 블라이스(Blyth)가 그 뒤를 이었습니다.

환경영향

주요 기사:풍력발전의 환경영향

해상 풍력 발전소는 육상 풍력 발전소에 버금가는 발전 단위당 지구 온난화 잠재력이 매우 낮습니다.해상 설치는 육지 기반 프로젝트에 비해 소음과 경관에 미치는 영향이 제한적이라는 장점도 있습니다.

환경적 고려사항

민간 해상 풍력 개발업체들이 환경적 부작용에 대해 점점 더 인식하게 되면서 보다 지속 가능한 건설 방식으로 전환하게 되었습니다.이는 자선단체 및 지역사회와의 파트너십을 통해 알 수 있습니다.2022년에는.해상풍력 전문 제공자이자 환경주의 자선 단체인 World Wide Fund for Nature (WWF)는 해상풍력 인프라 프로젝트의 증가를 촉진하는 동시에 생물 다양성을 위한 유익한 영향을 촉진하고 우선순위를 정해야 하는 글로벌 파트너십을 구축했다고 발표했습니다.[118]해상풍력 제공업체인 바텐폴은 기후변화에 기반을 둔 프로젝트를 지원하기 위해 노퍽 지역에 1,500만 파운드의 투자 계획을 발표했습니다.[119]

해상풍력 산업이 급속한 규모로 발전하고 발전함에 따라 개발자들이 반드시 고려해야 할 필요한 환경적 고려 사항에 대한 유럽 지침이 다수 작성되었습니다.2008년, 유럽 해양 전략 프레임워크 지침은 해상 풍력 인프라에 의한 해양 환경에 대한 부작용을 완화하는 환경 영향 평가(EIA)를 포함하는 핵심 요소로 구성되었습니다.[120]EIA는 해상풍력 설비와 같은 중요한 인프라에서 발생하는 해양 생물, 해저 및 생태계 전체를 포함한 측면에 대한 추가적인 교란을 방지하기 위한 수단으로 구현되었습니다.[121]해상풍력 인프라의 개발이 EIA와 관련된 조치를 준수하지 못할 경우, 운영자는 EIA가 야기할 수 있는 피해를 무효화하기 위해 다른 측면에서 환경을 보상해야 할 의무가 있습니다.[122]

2020년 11월, 유럽연합 집행위원회는 2050년까지 기후변화 중립 목표를 지원하기 위한 유럽연합 해양재생에너지 전략을 발표했습니다.이 전략의 핵심은 회원국 간의 협력을 장려하고 EU법에 비추어 풍력 개발의 역할을 둘러싼 지침을 발표하며 다양한 민간-공공 프로젝트를 지원하는 역할을 통해 유럽의 해상 풍력 산업을 확장하는 것입니다.[123]

환경문제

해상 풍력 산업은 지난 수십 년간 비약적으로 성장했지만, 이러한 풍력 발전소의 건설과 운영이 해양 동물과 해양 환경에 어떤 영향을 미치는지와 관련된 많은 불확실성이 여전히 존재합니다.[124]그러나 해상풍력의 용량이 증가함에 따라, 학술 연구의 발전 영역에서는 터빈의 건설, 운영 및 폐로의 수명 주기 단계에서 다양한 환경적 부작용을 지속적으로 연구해 왔습니다.[125]다양한 환경적 결과는 바다새, 물고기, 바다표범 그리고 고래를 포함한 다양한 해양 종에 영향을 미칩니다.

해상풍력 구조물의 설치 및 제거와 필요한 유지보수는 해양 환경에 상당히 부정적인 환경 영향을 미칠 가능성이 있습니다.이러한 과정의 시기는 이동 및 번식 기간 동안 이러한 활동의 존재가 바닷새와 물고기와 같은 해양 야생동물에 파괴적인 영향을 미칠 수 있다는 것이 밝혀졌기 때문에 중요합니다.[126]또한 해상풍력 인프라의 설치는 바다새와 같은 해양야생생물의 이동에 핵심적인 영향요인으로 주장되어 왔으나, 이에 대한 발표자료가 부족한 실정입니다.[127]

해상풍력 설치가 환경에 미치는 중요한 긍정적인 영향은 인공어초의 개발 가능성입니다.이러한 암초는 간접적으로 해양생물의 다양화를 촉진시켜 다양한 생물종이 번성할 수 있습니다.[128]하지만, 해상 풍력 발전소는 해저의 퇴적물과의 간섭으로 인해 해양 서식지에 해를 끼칠 수 있습니다.[129]

해상 풍력 발전소의 소음 오프셋을 둘러싸고 수행된 연구의 증거에 따르면 설치 프로세스가 상괭이와 바다표범과 같은 동물의 물리적 및 행동 프로세스를 변경시킬 수 있습니다.[130]바닷새들의 복지는 터빈과의 충돌 가능성 때문에 위험에 처해 있을 뿐만 아니라 새들이 이동 경로를 조정하게 되어 철새로서의 지구력에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.[131]이와 함께 해상 풍력 발전소의 존재는 시각적 및 소음 오프셋으로 인해 바닷새의 행동 변화를 초래할 수 있습니다.[132]

해양 개발로 인한 모든 형태의 수중 소음은 해양 동물의 생존율을 감소시킬 수 있다는 점에 주목했습니다.[133]2015년부터 미국 동부 해안 전역에서 고래 폐사가 급증하고 있습니다.[134]그러나 2023년 8월 현재 뉴저지 연안의 풍력 발전소 건설이 시작되지 않았기 때문에, 이러한 고래의 죽음이 해상풍력과 관련이 있을 가능성은 희박하며, 오히려 선박 충돌과 어망 얽힘이 이러한 죽음의 원인일 가능성이 더 높다고 NOAA는 밝혔습니다.[135]

스페인에서 수행된 연구에 따르면 해상 풍력 발전소의 시각적 존재는 휴양 관광에 대한 수요를 감소시킬 수 있으며, 발전하는 해상 풍력 산업의 본거지인 해안 지역 사회에 부정적인 국가 및 지역 경제적 결과를 초래할 수 있습니다.[136]그러나 다른 사람들은 터빈의 물리적인 시각적 존재에 대한 지지를 주장하는 여론의 일부와 함께 이러한 연관성이 과장되었다고 간주합니다.[137]이 하위 문제는 해상풍력을 둘러싼 연구가 여전히 비교적 참신하고 여전히 논란이 많은 새로운 청구권의 도입을 통해 어떻게 진행되는지를 보여줍니다.

침입종의 위협은 적합한 가정으로 작용하는 해상풍에 의한 중대한 환경적 위험으로 지적되어 왔습니다.그 영향은 다른 형태의 해양 생물의 구별을 야기하는 외계 종의 존재로 인해 생물 다양성의 불안정 가능성을 포함할 수 있습니다.[138]

해양공간계획과 환경

해상풍력 산업이 발전함에 따라 터빈의 공간 계획 결정 과정과 관련하여 다양한 환경적 고려 사항이 부각되고 있습니다.위 절에서 보여준 바와 같이, 최근에는 해상풍력과 환경과의 관계에 대해 광범위한 환경적 우려가 제기되고 있습니다.해상풍력단지의 구체적인 배치는 계획단계에서 통상적으로 고려되는 풍력조건과 수익성뿐만 아니라 사업자본을 훼손하지 않으면서 해양환경에 상당한 이익을 가져다 줄 수 있습니다.[139]

충돌 위험 모델은 해양 공간 계획이 어떻게 환경 보호를 절차에 통합하기 시작했는지를 보여주는 좋은 예입니다.2022년, 스코틀랜드 정부는 바다 새들이 풍력 터빈에 충돌할 가능성을 계산한 자체 충돌 위험 모델에 대한 수학 공식을 설명하는 연구를 발표했습니다.[140]

공간계획의 정치가 갈수록 복잡해질 것이라는 기대감이 커지고 있습니다.재생 에너지 목표가 충족될 필요가 있기 때문에, 해상풍력의 개발은 상당 부분 육상풍력 인프라가 직면한 정치적 문제를 해결하기 위한 것이라고 주장되어 왔지만, 실제로는 이러한 문제가 반복되어 왔습니다.[141]계획 수립 과정에서 환경적 고려 사항을 지역 주민 등 관련 이해 관계자와 균형을 맞추기가 어려워졌습니다.[142]해상 풍력 발전소의 해양 공간 계획은 그 과정에 영향을 끼치려는 일련의 의제와 행위자들로 인해 매우 정치적입니다.[143]그러나 해양공간계획은 공통적인 법적 틀을 제공하기 때문에 해상풍력 개발과 관련하여 환경적 고려가 실현될 수 있는 전반적인 이익이라고 주장되어 왔습니다.[144]

최대 해상풍력단지

주요 기사:해상풍력단지 목록
참고 항목:국가별 해상풍력단지 목록
최소 600 MW 용량의 해상 풍력 발전소
풍력단지 위치 현장좌표 용량.
(MW)		 터빈
번호		 터빈
모델로 삼다		 시운전
날짜. 		Refs
혼시2 영국 1,386 165 지멘스 가메사 SG 8.0-167 DD 2022
혼시 1 영국 53°53'06 ″N 1°47'28 ″E/북위 53.885°N 1.791°E/ 53.885; 1.791(혼바다 1) 1,218 174 지멘스 가메사 SWT-7.0-154 2019 [145][146]
모레이 이스트 영국 950 100 MHI 베스타스 V1649.5MW 2022
트리톤 놀 영국 857 90 MHI Vestas 9.5MW 2021
장쑤치둥 중국 802 134 국내 제조업체 4곳 2021
보르셀레 I & II 네덜란드 752 94 지멘스 게임사 8MW 2020 [147][148]
보르셀레 III & IV 네덜란드 731.5 77 MHI Vestas V1649.5MW 2021 [149][150]
이스트앵글리아 원 영국 52°39'57 ″N 2°17'44 ″E/52.66583°N 2.29556°E/ 52.66583; 2.29556 714 102 지멘스 가메사 SWT-7.0-154 2020 [151][152]
월니 익스텐션 영국 54°5'17 ″N 3°44'17 ″W/54.08806°N 3.73806°W/ 54.08806; -3.73806(Walney Extension) 659 40+47 MHI-베스타스 8.25MW
지멘스 게임사 7MW		 2018 [153]
런던 배열 영국 51°38'38 ″N 01°33'13 ″E/51.64389°N 1.55361°E/ 51.64389; 1.55361(런던 배열) 630 175 지멘스 가메사 SWT-3.6-120 2013 [154][155][156]
크리저스 플랙 덴마크 605 72 지멘스 가메사 SWT-8.4-167 2021
쌍둥이자리 풍력단지 네덜란드 54°2'10 ″N 05°57'47″E/54.03611°N 5.96306°E/ 54.03611; 5.96306(제미니 풍력단지) 600 150 지멘스 가메사 SWT-4.0 2017 [157][158][159][160]

프로젝트

덴마크 코펜하겐에서 3.5km 떨어진 Middelgrunden 해상풍력단지

현재 대부분의 프로젝트는 유럽과 동아시아 해역에 있습니다.

또한 북미에서 제안된 개발이 몇 가지 있습니다.미국 동부 해안, 오대호, 태평양 연안의 바람이 많이 부는 지역에서 프로젝트가 진행 중입니다.2012년 1월에는 강력한 환경 보호 기능을 통합하면서 현장 배치 프로세스를 신속하게 진행할 수 있도록 설계된 "스마트 포 더 스타트(Smart for the Start)" 규제 방식이 도입되었습니다.특히, 내무부는 규제 승인 절차를 통해 프로젝트가 보다 신속하게 이동할 수 있는 "풍력 에너지 지역"을 해안에서 승인했습니다.[161]미국 최초의 해상풍력단지는 2016년 12월에 발주된 30메가와트, 5터빈 블록 아일랜드 풍력단지입니다.[162][163]많은 스포츠 낚시꾼들과 해양 생물학자들은 블록 아일랜드 앞바다에 있는 6 메가 와트급 풍력 터빈의 기지들이 인공적인 암초 역할을 하고 있다고 믿고 있습니다.[164]

계획 단계에 있는 또 다른 해상 풍력 발전소는 버지니아 해변 앞바다에 있습니다.2018년 8월 3일 도미니언 에너지(Dominion Energy)는 버지니아 비치(Virginia Beach)에서 27마일 떨어진 곳에 풍력 터빈 파일럿 프로그램을 발표했습니다.이 지역은 4-6주 동안 지속될 조사를 받고 있습니다.[165]

온타리오 주에 있는 캐나다 풍력 발전은 해안에서 약 20km 떨어진[166] 곳과 400MW가 넘는 용량의 중단된 트릴리움 파워 윈드 1을 포함하여 오대호에서 제안된 여러 장소를 추구하고 있습니다.[167]다른 캐나다 프로젝트로는 태평양 서부 해안에 있는 프로젝트가 있습니다.[168]

인도는 구자라트 연안에서 100MW 규모의 실증플랜트를 계획하고 있으며(2014), 해상풍력발전소의 잠재력을 살펴보고 있습니다.[169]2013년, GWEC(Global Wind Energy Council)가 이끄는 한 단체는 인도의 해상 풍력 발전의 잠재적 개발 지역을 확인하고 이 지역의 연구 개발 활동을 활성화하기 위한 프로젝트 FOWIND(Facilitating Offshore Wind in India)를 시작했습니다.2014년 FOWIND는 과학, 기술 및 정책 연구 센터(CSEP)에 타밀나두의 8개 지역에서 잠재적 가능성이 있는 것으로 확인된 사전 타당성 연구를 수행하도록 의뢰했습니다.[170]

네덜란드는 2022년 2월 11일 정부가 2030년까지 해상풍력 목표를 21GW로 증가시켰다고 발표했습니다.이는 전력 수요의 약 75%를 충족시킬 것입니다.이를 통해 해상 풍력 에너지는 CO 배출량을2 55% 줄이는 기후 목표 증가를 달성하는 데 중요한 기여를 합니다.[171]

국가별 해상풍력

누적 설치 해상풍력용량(MW)별 국가 목록
순위 나라 2016[13] 2017[13] 2018[13] 2019[14] 2020[172][15] 2021[173] 2022[174]
1 중국 1,627 2,788 4,588 6,838 9,996 19,747 26,563
2 영국 5,156 6,651 7,963 9,723 10,428 12,281 13,601
3 독일. 4,108 5,411 6,380 7,493 7,689 7,701 8,043
4 네덜란드 1,118 1,118 1,118 1,118 2,611 3,010 3,010
5 덴마크 1,271 1,268 1,329 1,703 1,703 2,343 2,343
6 벨기에 712 877 1,186 1,556 2,261 2,263 2,263
7 프랑스. 0 2 2 2 2 2 482
8 베트남 99 99 99 99 99 99 396
9 타이완 0 8 8 128 128 237 237
10 일본 60 65 65 85 85 85 225
11 스웨덴 202 202 192 191 192 191 191
12 대한민국. 35 38 73 73 136 104 112
13 핀란드 32 92 87 71 71 71 71
14 미국 30 30 30 30 42 42 42
15 이탈리아 0 0 0 0 0 0 30
=16 아일랜드 25 25 25 25 25 25 25
=16 포르투갈 0 0 0 0 25 25 25
18 노르웨이 2 2 2 2 2 6 8
19 스페인 5 5 5 5 5 5 5
월드 토탈 14,482 18,658 23,140 29,142 35,500 48,176 57,609
증가하다 - 28.8% 24.0% 25.9% 21.8% 35.7% 19.6%

참고 항목

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