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해상풍력발전기 전용설치선의 소개
Introduction of Wind Turbine Installation Vessel (WTIV) 원문보기

전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea, v.26 no.2, 2013년, pp.25 - 30  

장범선 (서울대학교 조선해양공학과) ,  최준환 (서울대학교 조선해양공학과)

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대상 데이터

  • 6MW급 해상풍력발전기 12기를 적재 및 운송할 수 있으며 1,200톤의 크레인을 이용, 해상풍력발전기를 비롯하여 해상 구조물의 설치도 용이하도록 하였다. 이 WTIV의 Jack-up 시스템의 경우 프랑스 NOV-BLM사에서 개발된 제품을 적용하였고, Leg는 미국 JSA사에서 납품받아 국내에서 제작하여 탑재하였다.
  • 대우조선해양은 2011년 최대 운영 수심이 약 40m, 자항능력을 갖추고 있는 WTIV를 건조하였다(그림 11 참조). 이 선박은 유압 구동 방식의 Jack-up 시스템을 이용하여 독일 인근 해역에서 해상풍력발전기를 설치하도록 제작된 선박이다. 선수와 선미에 위치한 추진기를 이용하여 자항능력을 갖추고 있고 위치 제어가 가능하지만 주로 4개의 닻을 이용해 계류한다.
  • 유럽에서는 초기 해상풍력 단지를 건설하며 크레인 바지선을 이용하여 해상풍력발전기의 설치 작업을 수행하였다. 이를 1세대용 해상풍력발전기 설치선박이라 하며 육상에서 가까운 곳의 낮은 수심에 설치할 때 사용되었다. 크레인 바지선은 자항능력이 없고 계류에 의해 위치를 고정한 후 크레인의 용량에 맞게 설치 작업을 수행한다.

이론/모형

  • 프랑스의 NOV-BLM사는 Jack-up system 제작 전문 회사로 현재까지 약 7,000여기 이상의 Jacking Unit을 제작하여 Jack-up 리그선에 납품한 바 있다. 삼성중공업에서 건조된 WTIV에도 NOV-BLM 회사의 Jack-up system을 이용하였다. F&G는 미국 소재 Jack-up 리그 설계 회사로서 Jack-up system을 직접 제작하지는 않으나 그 설계를 공급한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Jack-up 시스템은 어떻게 나뉘는가? 3세대 WTIV의 핵심 장비인 Jack-up 시스템은 오래전부터 기술개발이 되어 해외 업체들이 독점하고 있는 상황이다. Jack-up 시스템은 전기 구동 방식(Electric Motor Driven) 과 유압 구동 방식(Hydraulic Cylinder Driven)의 두 가지로 나뉜다.
Jack-up 시스템의 전기 구동 방식의 장점은? 먼저 전기 구동 방식은 오래전부터 해상의 Jack-up 리그선에 적용된 방식으로, 격자구조로 된 삼각형 모양의 Leg를 Jack-up 시스템의 전기 모터로 가동되는 기어를 이용하여 상하로 움직이며 이를 이용해 선박을 수면 상부로 부상시키는 방식이다. 수심이 깊거나 조류가 빠른 해상에 적용하기 적합하며, 기초의 역할을 하는 Spudcan의 크기를 키울 수 있어 안정된 상태에서 설치 작업을 할 수 있다는 장점이 있다. 초기 투자비가 많이 필요하나 전기 모터 방식으로 고장이 거의 없어 유지보수 비용이 적다.
Jack-up 시스템의 유압 구동 방식을 설명하면? 유압 구동 방식은 강이나 연안 지역의 개발을 위한 소형 Jack-up 바지선에 적용된 방식으로 원통형 또는 사각형 형상의 Leg에 구멍을 뚫어 유압으로 구동하는 Pin을 이용하여 Leg를 상하로 이동시키고 이를 이용하여 선박을 수면 상부로 부상시키는 방식이다. 낮은 수심과 조류의 영향이 상대적으로 적은 해상에 주로 적용 가능하며 Spudcan의 크기를 키우는데 제한적인 특징을 갖고 있다.
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