한국전력공사(사장 김종갑) 전력연구원은 풍력발전시스템의 고장 예측 및 상태 감시를 위한 ‘풍력터빈 상태감시 진단시스템’을 (주)에스엠인스트루먼트, 한국기계연구원과 공동으로 개발하고, 디엔브이지엘(DNV- GL, Det Norske Veritas and Germanischer Lloyd)로부터 상태감시기능 국제인증을 받았다.
국내 풍력발전 시장 규모는 1998년 1.3MW 수준이었지만 2018년 누적 설치용량은 1,300MW로 크게 성장했으며, 이에 따라 풍력에너지 생산비용의 10~30%를 차지하는 운영 및 유지보수 비용을 줄이기 위한 연구가 활발히 진행 중이다.
특히 최근 유가 하락으로 인해 석유와 가스 등 전통적인 에너지와 생산비용 경쟁까지 겹쳐 풍력발전의 유지보수 비용절감 연구의 중요성이 증가하고 있다. 2018년 전세계 풍력발전 운영 및 유지보수 시장은 138억 달러 규모로 추정되며, 전력연구원은 2013년 핵심기술인 풍력터빈 상태감시시스템의 국산화에 성공했다.
최근 월등한 가격 경쟁력을 지닌 해외 제품들이 국내에 보급됨에 따라 2016년 신규 제품개발에 착수해 국내 최초로 2019년 9월 상태감시시스템 부문의 국제인증을 획득했다.
새로운 풍력터빈 상태감시시스템은 기존 시스템 데이터 처리장치와 달리 주요 부품을 완전 국산화했으며 제품단가도 50% 이상 절감했다. 또한 전자기파 적합성 인증인 CE (Conformity European)도 추가로 획득했다.
전력연구원의 상태감시시스템은 풍력발전기에서 발생하는 진동과 운전데이터, 타워 하중 등의 데이터를 통합 분석하고 기계학습을 수행해 고장 가능성과 설비의 잔류 수명을 예측할 수 있다. 또한 대규모 해상풍력단지의 원활한 운영을 위해 풍력터빈 20기를 1개의 그룹으로 구성해 최대 500기의 터빈을 동시에 관리할 수 있다.
전력연구원의 신형 상태감시시스템을 서남해 해상풍력단지에 적용 시 약 10억 원(년)의 유지보수 비용절감 효과가 예상되며, 풍력발전기의 설계수명을 늘릴 수 있어 국내 확대 적용이 예상된다.
전력연구원은 풍력터빈 상태감시시스템의 사업화를 추진하고 있으며, 지속적인 기술 고도화를 통해 해외제품 대비 기술 및 가격 경쟁력을 확보해 해외 시장 진출의 발판을 마련할 계획이다.
