재생 에너지로의 전환에 대한 관심이 강화되면서 풍력 발전소가 전기를 생산하는 최적의 방법으로 선전되고 있다. 풍력 에너지는 배출물이 없고(터빈이 가동되면) 지속 가능하며 상대적으로 효율적이다. 터빈은 점점 더 풍경과 바다 모두에 점재하고 있다.

그러나 풍력 에너지의 함정은 특히 해상에서 비싸다는 것이다. 일부 연구는 해상풍력의 "음울한 경제"가 지속 불가능하다고 선언하기까지 했다. 특히 해상풍력을 유지하기 위한 막대한 정부 보조금 없이는 더욱 그렇다.

하지만 일부 기업은 포기하지 않고 이 문제를 통해 혁신을 시도하고 있다. 이들 중 하나는 Eolink라는 프랑스 스타트업으로 5메가와트 부유식 터빈을 만들고 있다.

바다 깊이에서 엄청나게 크고 무거운 터빈을 운반, 설치 및 유지 관리하는 것은 비용이 많이 들고 어렵기 때문에 부유 부품이 중요하다. 전통적인 터빈은 지지탑 상단 근처의 주 축에 발전기가 있다. 이로 인해 타워 상단에 많은 무게가 추가되고 블레이드 자체가 이미 충분히 무겁다. 전체가 넘어지거나 반으로 구부러지는 것을 방지하려면 바닥에서 훨씬 더 많은 무게(및 타워의 전체 높이를 따라 상당한 강도)로 이 모든 무게를 상쇄해야 한다.

무게를 대신 여러 지지 기둥 사이에 분산할 수 있다면 어떨까? 그것이 Eolink가 염두에 두고 있는 디자인이다. 부유식 터빈은 하나의 큰 기둥을 피라미드 모양으로 서로를 향해 각진 4개의 더 얇은 기둥으로 교체한다. 이것은 터빈 부품의 무게를 분산시킬 뿐만 아니라 전체 구조를 더 가볍게 만든다.

Eolink의 부유식 풍력 터빈 디자인. 이미지 출처: Eolink

Eolink가 개념 증명으로 건설할 계획인 터빈은 5메가와트의 발전 용량과 1,100톤의 무게를 갖게 된다. 베이스는 각 변의 길이가 171피트(52미터)인 정사각형이고 로터의 직경은 469피트(143미터)이다. 참고로 빅벤의 1.5배, 워싱턴 기념탑의 4/5 정도이다.

그렇게 거대한 기계를 만들고 운반하는 것이 간단할 것이라고 생각하지 않을 것이다. 그러나 기존의 해상 터빈과 비교할 때 Eolink의 설계는 비용과 용이성 측면에서 무수히 많은 이점을 가지고 있다.

우선, 터빈은 조선소에서 제작할 수 있으며 선박으로 원하는 위치로 견인할 수 있다. 무겁지 않기 때문에 기존 해상 터빈보다 더 얕은 물에 설치할 수 있다. 유지 보수를 위해 사람, 로봇 및 선박을 며칠 동안 바다에서 노동하도록 보내는 대신 터빈을 조선소로 다시 견인할 수 있다.

Eolink는 단일 조선소에서 연간 67개의 터빈을 건설할 수 있다고 추정한다. 이 회사는 그 설계가 동일한 용량의 기존 터빈보다 약 1/3 적은 강철을 사용하고 블레이드와 마스트 사이의 거리가 더 길어서 동등한 풍속에서 10% 더 많은 에너지를 생산할 수 있다고 말한다.

터빈은 해저에 묶여 있으며, 각각이 허용하는 제한된 공간 내에서 전체 구조는 바람을 향하도록 120도 회전할 수 있다. 즉, 바람이 조금이라도 불면 블레이드는 항상 회전한다.

이 회사는 이번 달 시범용 터빈 건설을 시작하여 봄에 배치하고 2024년에 시운전할 것이라고 말했다. 그들은 또한 결국 동일한 설계로 20메가와트 터빈까지 확장하기를 희망한다.

Eolink는 해상풍력을 수익성 있고 지속 가능하게 만들려고 노력하는 유일한 회사가 아니다. SeaTwirl이라는 스웨덴 회사는 수직축 해상 터빈을 개발하고 있으며(올해 초에 7년간의 기술 시험을 완료했다) T-Omega Wind라는 미국 회사는 Eolink와 유사한 부유식 피라미드 디자인을 연구하고 있다.

이들 회사의 노력이 배출량 감축을 위한 투쟁에 진정으로 흠집을 낼 수 있을지는 두고 봐야 한다. 그러나 해상풍력으로 뭔가 변화가 필요한 것 같고, 그것을 더 저렴하게 만드는 방법을 찾는 것이 노력의 중요한 부분인 것 같다.

이미지 출처: Eolink