석션시스템파일을 이용한 해상풍력 하부구조

Abstract

최근 정부의 서남해안 2.5GW 해상풍력 단지 개발계획이 발표되면서 해상풍력에 대한 관심이 급속히 높아졌다. 특히, 빠르게 확대되는 세계 해상풍력 시장에 진입하기 위하여 중공업사, 건설사 등이 트렉레코드를 쌓기 위하여 분주하게 움직이고 있다. 5 MW를 넘어 7 MW, 10MW급의 해상풍력 시스템의 개발도 진행되고 있다.육상의 풍력시스템과는 달리 해상에서는 해저반에서 수중을 지나 수면 위 일정 높이까지 설치되는 하부구조의 제작 및 설치 비용이 전체 비용의 30% 수준이 되어 이의 비용을 절감하는 것이 해상풍력의 성패를 좌우할 수 있을 정도로 중요하다.해상풍력의 고정식 하부구조 형식으로는 모노파일식, 트라이포드식, 자켓식 등과 같은 파일식과 단단한 지반에 적용 가능한 중력식을 들 수 있다. 각 형식에 대해서 다양한 형식의 하부구조가 제안되어 있으며, 실제에의 적용을 위한 인증과 트렉 레코드를 쌓기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 전체 비용의 30%를 차지하고 있는 하부구조의 시공비용을 절감하기 위해서는 주 하중인 파랑, 흐름 등에 최적의 단면을 개발하고 이의 최적 설계기법을 개발하는 것이 중요하다. 그러나 무엇보다도 중요한 것은 개발시스템을 시공할 때 소요되는 비용의 고려이다. 즉, 대형 특수 장비를 사용하게 될 경우, 시공 장비비의 비중이 높아져 실용성이 떨어지게 된다. 본 연구에서는 석션기초구조체에 다수의 소형 강관파일을 소형 장비로 설치하고 그라우팅을 통하여 이를 서로 체결하여 하부구조의 역할을 하도록 하게 하는 새로운 개념의 하부구조 시스템을 제안하였다.