해상풍력 하부기초 구조물의 정의 및 종류

안녕하세요.

엔지니어앤트맨 입니다!

 

오늘은 해상풍력 터빈을 지탱하는 하부기초 구조물에 대해서 간략히 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.

그림 1. 해상풍력 하부기초 구조물의 종류

서론

해상풍력발전기의 하부기초 구조물은 크게 고정식과 부유식으로 구분 할 수 있습니다.

 

고정식 구조물은 모노파일(Monopile), 중력식(Gravity Base), 자켓(Jacket), Tripod 등이 있으며 수심, 해양 물리조건, 해저 지형, 등의 설계 조건에 따라 다르게 선택 됩니다.

 

일반적으로는 시공성과 경제성이 우수한 모노파일이 가장 많이 사용되고 있으나 해상풍력 단지가 수심이 깊은 심해지역에 조성되는 추세에 따라 자켓 기초를 적용하는 프로젝트가 증가하고 있다고 합니다.

 

종류 및 특징

모노파일(Monopile)

• 큰 구경의 강관을 해저지층에 박는 형태로 가장 보편적으로 사용됨.
• 일반적으로 공사비가 저렴하고 시공 공정이 간단.
• 풍력발전기 타워와 연결하는 Transition Piece(TP)를 필요로 함.
• 지형조건에 따라 항타(Drive) 또는 시추(Drill) 방식으로 설치 후 TP와 그라우트(Grout)로 접합.
• 적용 가능한 수심은 일반적으로 최대 30 m 수준으로 보고 있으나 지형 및 조건에 따라 다를 수 있음.

 

중력식(Gravity Base)

• 기초의 자중만으로 주변 하중 및 환경에 대한 안정을 통해 지지하는 형식.
• 기초의 자중만으로는 안정성을 확보하기 어려운 경우 밸러스트(Ballast) 등을 이용.
• 적용 가능한 수심은 일반적으로 최대 30 m 수준으로 보고 있으나 지형 및 조건에 따라 다를 수 있음.

 

자켓(Jacket)

• 하중을 지지하는 다리의 개수에 따라 3-legged 또는 4-legged 자켓으로 나눌 수 있음.
• 모노파일 방식에 비해 연약한 지반에 대해서도 설치 가능.
• 적용 가능한 수심은 30 ~ 50 m 수준이나 지형 및 조건에 다라 다를 수 있음.

 

부유식(Floating)

수심 60 m 이상의 심해 해역에 해상풍력발전기를 설치하기 위한 기초이다.

부유식 기초는 형태에 따라 Tension Leg Platfrom(TLP), Spar Buoy, Semi-submersible 방식으로 구분됨.

유럽을 중식으로 활발히 개발 중이나 상업적으로 적용된 사례는 현재 없음.

 

 

이상으로 해상풍력 하부기초 구조물에 대해서 간략히 알아보았습니다.

포스팅 관련해서 궁금한 점이 있으신 분은 자유롭게 댓글로 남겨주세요!

감사합니다.

 

마지막 수정: '24년 9월 19일