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산이나 바다에서 거대한 날개가 천천히 돌아가는 풍력발전기를 본 적 있으시죠? 수십 층 건물 높이에 이르는 이 구조물이 어떻게 세워지고 전기를 만드는지 궁금해하는 사람도 많으실 텐데요. 풍력발전에 대한 궁금증을 풀기 위해 국립목포대학교 기계조선해양공학부 최정철 교수에게 물어봤습니다.

-풍력발전기는 어떻게 설치하나요? 한국에서는 주로 어디에 설치되나요?

“풍력발전기는 대형 크레인을 이용해 타워(기둥), 나셀(발전기 본체), 블레이드(날개) 순서로 조립해 설치합니다. 먼저 콘크리트 기초를 만든 뒤 타워를 여러 단으로 쌓고 상단에 발전 장치와 날개를 올립니다. 육상에서는 강원 산악지대나 제주도, 전남 해안 지역처럼 바람 자원이 풍부한 곳에 풍력 단지가 조성됩니다. 최근에는 부지 확보가 어려워지면서 해상풍력 개발도 확대되는 추세입니다.”

-해상풍력은 바다에 어떻게 세우나요?

“해상풍력은 전용 설치 선박을 이용해 바다에 세웁니다. 해저에 대형 철 구조물이나 콘크리트 기초를 고정한 뒤 그 위에 하부구조물을 설치합니다. 수심이 얕은 곳에서는 바닥에 직접 고정하는 ‘고정식’ 방식이 사용됩니다. 최근에는 깊은 바다에서도 설치할 수 있도록 부유식 해상풍력 기술도 개발되고 있습니다.”

-풍력발전기는 높이가 얼마나 되나요?

“육상풍력의 높이는 약 120m, 해상풍력은 약 170m 정도입니다. 여기에 블레이드 길이까지 포함하면 전체 높이는 200m 이상이 되기도 합니다. 이는 약 60층 아파트 높이에 해당합니다.”

-바람이 너무 세게 불면 망가지지 않나요?

“풍력발전기는 일정한 바람 속도 범위에서만 작동하도록 설계돼 있습니다. 바람이 너무 약하면 발전기가 가동되지 않고, 태풍 수준의 강풍이 불면 안전을 위해 자동으로 정지합니다. 또한 발전기에 과부하가 걸리지 않도록 블레이드 각도를 조절하는 피치 제어 기술이 적용됩니다.”

-최근 풍력 발전기 꺾임 사고가 있었는데 왜 그런 현상이 나타나나요?

"강풍이나 태풍 등 설계 기준을 넘는 순간적인 하중이 가해지면 타워에 큰 부담이 생길 수 있습니다. 또 장기간 운영 과정에서 금속 피로, 볼트·용접부 균열 등 구조적 약화가 발생할 수도 있습니다. 여기에 기초 지반 문제나 유지관리 부족 등이 겹치면 풍력발전기가 꺾이거나 전도되는 사고로 이어질 수 있습니다.”

-풍력발전기 한 대가 만드는 전기는 어느 정도인가요?

“5MW급 육상풍력발전기는 연간 약 10GWh의 전기를 생산하며 약 5000가구가 1년 동안 사용할 수 있는 전력량입니다. 설치 비용은 약 150억 원 수준이며 해상풍력은 공사 비용이 더 들어 단가가 더 높습니다.”

김은지 부산닷컴 기자 sksdmswl807@busan.com