두 개의 로터를 탑재한 초대형 부유식 풍력 발전기 오션 X [고든 정의 TECH+]

우리 속담에 ‘백지장도 맞들면 낫다’라는 말이 있습니다. 이 이야기는 공학에서도 종종 통합니다. 실린더 헤드에 두 개의 캠축을 달고 각각 흡기밸브와 배기밸브를 달은 DOHC 엔진이나 데이터 전송을 양방향으로 해서 속도를 두 배 높인 DDR 메모리가 대표적입니다. 이 경우 하나보다 둘이 분명히 더 높은 성능을 제공합니다.

하지만 풍력 발전기는 작은 것 두 개보다 큰 것 하나가 더 나은 결과를 가져옵니다. 바람을 받는 면적이 동일해도 지름이 더 큰 로터를 지닌 풍력 발전기 하나가 더 높이 올라가기 때문에 더 강한 바람을 받기 때문입니다. 그리고 로터를 설치하는 타워 건설 비용과 토지 비용, 유지 보수에 드는 비용을 감안하면 큰 풍력 발전기 하나가 작은 풍력 발전기 여럿보다 더 비용 대 성능이 좋습니다. 두 개의 로터를 설치한 듀얼 로터 풍력 발전기를 보기 힘든 이유입니다.

그런데 중국의 풍력 발전기 제조사인 밍양 스마트 에너지(Mingyang Smart Energy)는 이와 같은 통념을 완전히 깨는 부유식 풍력 발전기 오션 X(Ocean X)를 선보였습니다. 오션 X는 삼각대 모양의 콘크리트 부표 위에 거대한 풍력 발전기 로터 두 개를 V자 형태로 달았습니다. 중국은 지난 몇 년간 공격적인 투자를 통해 해상 풍력 발전 설비 규모 1위를 달성했습니다. 그리고 기존에 1위였던 영국을 제친 2021년 이후에도 투자를 지속해 작년에는 2위인 영국과 3위인 독일을 다 합쳐도 못 따라올 정도로 발전 규모를 키웠습니다.

하지만 그런 만큼 이제 풍력 발전기를 설치할 수 있는 얕은 바다가 많이 남지 않게 됐습니다. 따라서 밍양 스마트 에너지는 깊은 바다에도 설치할 수 있는 부유식 풍력 발전기에 힘을 쏟고 있습니다. 오션 X는 그런 노력의 일부로 볼 수 있습니다. 밍양이 하나의 큰 풍력 발전기 대신 듀얼 로터를 설치한 이유는 이미 기술적 한계까지 커진 로터 때문으로 보입니다. 오션 X는 8.3MW급 발전 용량을 지닌 지름 182m 로터 2기를 사용해 총 16.6MW의 발전 용량을 지니고 있습니다. 이미 가장 큰 발전기이다 보니 발전 용량을 늘리려면 두 개 탑재하는 게 유일한 방법입니다.

이런 디자인으로 절감할 수 있는 부분은 거대한 부표를 만드는데 들어가는 비용입니다. 오션 X의 무게는 부표까지 합쳐 1만 5000톤에 달하는데, 풍차에 해당하는 로터는 매우 가볍기 때문에 대부분의 무게는 콘크리트 부표가 차지합니다. 작은 부표 두 개 대신 큰 부표 하나가 제조 단가가 낮기 때문에 비용을 아낄 수 있습니다. 다만 이 디자인을 보면 과연 강풍에 안전할까 하는 의구심이 드는 게 사실입니다. 이에 대해 제조사인 밍양 측은 오션 X가 카테고리 5 허리케인에 해당하는 시속 260km 바람에도 버틸 수 있다고 주장했습니다.

이 주장이 사실인지는 곧 검증하게 될 것으로 보입니다. 사진에서 보듯 첫 오션 X 풍력 발전기가 조선소를 떠나 354km 떨어진 발전 위치로 이동했기 때문입니다. (사진) 오션 X 최소 수심 35m인 바다에 설치할 수 있으며 바다 밑에 케이블로 고정합니다. V자 모양의 독특한 디자인이 해상 풍력 발전의 새로운 대세가 될 수 있을지 앞으로 테스트 결과가 주목됩니다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com