[지금은 과학-영상] 세계 최대 규모 풍력발전기 시험, 국내에서 받는다

[아이뉴스24 정종오 기자] 풍력발전의 신뢰성을 담보할 수 있기 위해서는 객관적 평가인증체계가 필요하다. 국내 연구팀이 세계 최대 규모, 국내 최초 시험 장치와 평가기술을 개발해 풍력발전 보급에 탄력을 더할 것으로 기대된다. 그동안 해외에서 받았던 것을 국산화했다.

한국에너지기술연구원(원장 김종남) 전력시스템연구팀 김병기 박사 연구팀은 세계 최대 용량의 풍력발전기를 평가할 수 있는 12MVA급 저전압·고전압 보상기능 시험평가 장치를 개발했다. 국제 표준에 부합하는 IEC-61400-21-1(풍력발전기의 전기적 특성을 측정 하고 평가하는 국제표준) 기반 계통연계 시험평가 기술을 국내 최초로 개발했다.

계통 전력선에 낙뢰, 외물 접촉 등 사고에 의해 전압이 순간적으로 낮아지거나(저전압) 높아지는(고전압) 상태가 발생하면 전력계통에 연결된 풍력발전기는 가동이 중단된다. 악화하면 전력수급 불균형으로 정전을 초래할 수 있다.

풍력발전기는 순간전압 상승·강하에 의한 계통 탈락을 방지하기 위해 이상 전압을 보상(극복)할 수 있는 저전압·고전압 보상기능을 보유해야 한다.

풍력발전기는 저전압·고전압 보상기능을 반드시 검증해야 하는데 국내에서는 저전압·고전압 보상기능을 동시에 평가할 수 있는 현장평가용 시험장비의 보유와 시험평가를 수행할 수 있는 기관이 없었다. 코로나19로 해외 기관을 통한 인증과 시험활동이 원활하지 못해 국산 풍력발전기의 설비 보급 지연, 경쟁력확보가 어려운 상황이다.

풍력발전시스템의 신뢰성을 평가받기 위해 연구원은 평가를 국내에서 인증 받을 수 있는 체계를 마련했다. 풍력발전기의 출력과 기계 하중시험을 국산화한 바 있고 이번 기술개발을 통해 전력품질 시험을 국산화했다. 2022년도에는 소음시험분야로 확대함으로써 형식시험을 위한 모든 시험을 국산화할 예정이다.

김병기 박사 연구팀은 참여기업인 플라스포와 협업을 통해 국내에서도 세계 최대 규모의 풍력발전기를 시험평가 할 수 있는 장비와 기술을 개발했다.

기존 국내 보유 시험장비는 저전압 보상기능 시험만 가능한 5MVA급 장비다. 이번에 연구팀이 개발한 장비는 저전압·고전압 시험이 동시에 가능하며 용량도 세계 최대 용량인 12MVA로 확장해 앞으로 국내에 도입되는 모든 풍력발전기의 저전압고전압 보상기능 시험이 가능하다.

IEC-61400-21-1 기반 계통연계 적합성 시험평가에 관련한 시험장비 보유와 시험평가 능력을 인정받았다. 저전압·고전압 보상기능시험을 포함하는 계통연계 적합성 시험을 위한 KOLAS 인증서를 획득했다.

연구책임자인 김병기 박사는 “개발한 장비와 시험평가 기술로 대단위 풍력발전단지 건설에 필요한 대형 풍력발전기를 대상으로 시험을 진행할 예정”이라며 “2022년도에 개발되는 8MW급과 개발예정인 10MW급 이상의 국산 풍력발전기는 물론 대규모 신재생에너지원에 대해서도 현장시험평가를 수행할 예정”이라고 말했다.