해상 풍력발전 기초 설계기준서 비교

Abstract

본 연구는 해상 풍력 기초에 대한 기존 설계 기준들을 검토하고 비교 정리해 보았다. 해상 말뚝기초는 기존의 해상 구조물의 기초설계를 위해 개발된 기술들 대부분을 그대로 사용할 수 있다. 그러나 해상 풍력기초의 경우 기존의 해상기초에 비해 수평하중의 상대적 크기나 반복하중의 영향이 매우 크기 때문에, 기존의 해상 구조물 설계서인 API RP2A와 달리 DNV‐OS‐J101(2007)이나 GL(2005) 혹은 IEC 61400‐3(2008)같은 해상 풍력기초에 대한 전용 설계서들이 출간되었다. 일본에서 출간된 설계서를 제외한 모든 설계서들은 해상기초의 연직 지지력과 수평지지력 계산은 근본적으로 유사하나, 신뢰성 해석을 기반으로 한 하중 계수나 지지력 계수들은 상이하며, 그 적용도 각기 다른 시스템을 가지고 있다. 특히 DNV‐OS‐J101과 GL의 경우 기존 설계서인 API RP2A보다 훨씬 자세한 하중의 종류와 그에 따른 계수들을 포함하고 있어, 하중계수의 선택이 해상기초의 설계에 매우 중요한 영향을 끼친다. 설계지지력을 계산하는 지지력 계수들은 설계서마다, 해석방법에 따라, 환경조건에 따라 다르게 주어진다. 다음 표는 해상 풍력 발전기 건설에 적용 가능한 국내외의 설계서들을 비교 정리한 것이다.