두산중공업(사장 박지원)은 신재생에너지 및 저탄소 발전 등 그린에너지 기술개발 및 상용화에 적극 투자하고 있다. 그린에너지 분야에 향후 약 1조원을 투자해 미래 성장동력으로 육성할 계획이다. 이를 통해 2015년 발전사업 분야 매출의 10%를 그린에너지 사업에서 달성한다는 목표를 세웠다.
특히 두산중공업은 3㎿급 풍력발전기를 자체 개발, 세계시장 공략에 나선다는 계획이다.
이를 위해 지난해 10월 제주시에서 해안도로를 따라 동쪽으로 30㎞ 떨어진 김녕에 아시아 최대인 3㎿급 해상풍력시스템인 `WinDS3000TM` 실증플랜트를 설치했다.
이 실증플랜트는 80m의 높이에 44m 길이의 거대한 3개 블레이드(회전날개)가 위용을 자랑한다. 제주도의 강한 바람에 거대한 블레이드가 돌아가면서 모니터 화면에는 풍속 15.6m/sec에 출력 3005kw가 표시돼, 정격출력 3000kw를 넘어서는데 성공했다.
실증시험은 국제 형식 인증을 위한 것으로 지난해 10월 시작됐다. 시험이 성공적으로 끝나면 선박 관련 부품과 풍력 시스템 · 소재 분야 국제인증 `GL(Germanischer Llyod)인증`을 받게 된다.
두산중공업이 지식경제부 한국에너지기술평가원 지원 국책과제로 개발한 WinDS3000TM은 아시아 최대인 3㎿급 대용량이라는 점과 함께 블레이드, 증속기 등 핵심 기술을 국산화했다. 그 동안 국내에서 개발된 풍력발전기는 750㎾와 1.5㎿급 수준이었으며 이보다 큰 용량은 대부분 수입에 의존해왔다.
WinDS3000TM의 블레이드는 바람의 방향과 힘에 따라 최대의 회전력을 얻기 위해 헬리콥터 날개처럼 각도를 조절할 수 있도록 설계돼 세계 최고 수준의 에너지 변환효율을 자랑한다. 블레이드는 길이가 44m에 1개의 무게만도 10톤에 달한다.
국산화의 핵심요소는 천천히 회전하는 풍력 발전기의 날개에서 발생한 느린 회전력을 자동차 변속기 같은 기어장치를 이용해 전기를 생산할 수 있을 만큼 빠른 회전력으로 바꿔주는 증속기이다. 증속기는 크기가 다른 여러 개의 톱니바퀴를 이용해 회전력을 높이는 장치에 불과하지만 내구성을 유지하면서 무게를 줄이는 것이 가장 어렵다.
하지만 WinDS3000TM은 증속기 무게를 1㎿당 최소 10톤 이상이라는 공식을 파괴하고 1㎿당 7톤으로 30% 경량화 했다.
WinDS3000TM은 현재 국제 인증을 위한 성능 테스트를 준비 중이며 약 1년간의 실증 운전을 거쳐 올 하반기 인증을 받아 상용화할 예정이다.
또한 실증 운전 기간에는 다양한 풍황 특성에 맞는 최적의 제어 알고리듬(algorithm)을 구축할 계획이다. 아울러, 국내 발전사와 협력을 통해 풍력 단지를 조성하는 등 조기에 운전실적과 신뢰성을 확보함으로써 해외 수출 기반도 구축할 계획이다.
두산중공업이 갖는 또 다른 강점은 적절한 시기에 해상풍력시장을 타깃으로 해 제품개발에 성공했다는 점이다. 해상풍력은 현재 유럽시장을 중심으로 2013년경 크게 성장할 것으로 전망되며 국내 역시 육상의 입지제약으로 해상시장 중심으로 성장할 것으로 예측되고 있다. 두산중공업은 이런 해상풍력시장에 자체 개발된 모델을 공급할 수 있는 얼마 되지 않은 회사 중 하나다.
특히 WinDS3000TM은 해상풍력발전을 위해 발전성능뿐만 아니라 유지보수 문제도 고려했다. 두산중공업은 풍력발전기 내부에 25톤까지 무게를 들어 올릴 수 있는 자체 크레인을 장착하는 아이디어를 적용해 증속기, 발전기 등을 대형 해상 크레인 없이 유지보수 할 수 있도록 했다.
진종욱 두산중공업 미래에너지영업팀장은 “두산중공업은 비록 풍력분야의 후발주자이나 발전설비 전문업체로서 30년간 축적된 마케팅, 설계, 제작, 품질의 노하우를 활용할 수 있다는 강점이 있다”며 “발전설비 전문업체인 GE, 지멘스 등 후발주자가 풍력사업 진출 후 바로 선두가 된 것처럼 두산중공업도 충분히 성공할 수 있다”고 말했다.
두산중공업은 WinDS3000TM로 해외 시장에 진출함으로써 단기간 내 세계적인 풍력업체로 도약한다는 전략이다.
함봉균기자 hbkone@etnews.co.kr
