해상풍력의 가장 큰 고민은 무엇인가요? 바람이 부족한 것이 아니라 생성된 전기를 전달할 수 없는 것입니다. 최근 장쑤성 루둥성 황샤양 지역의 노출된 해저 케이블 20-킬로미터 구간에서 되메우기와 매설 공사가 완료되었습니다. 이는 기술적인 문제처럼 보이지만 실제로는 또 다른 주요 안전점검을 통과한 아시아 최초의 유연직류 해저케이블 송전 해상풍력발전 프로젝트와 직접적으로 관련이 있다.
이 20km가 넘는 거리를 과소평가하지 마십시오. 해저 케이블이 고장 나면 풍력 터빈에서 생산된 전기가 바다에 고착될 수 있습니다. 현지 프로젝트 추정에 따르면 일일 손실은 수백만 위안에 달할 수 있습니다. 지속 시간이 길어질수록 비용도 높아지는데, 누가 이를 감당할 수 있습니까?
이 프로젝트 자체는 Three Gorges H6, H10 및 CGN H8 풍력 발전 단지를 포함하여 총 설치 용량이 110만 킬로와트이고 연간 발전량은 약 24억 킬로와트-시간으로 100만 가구에 전력을 공급할 수 있다는 점에서 결코 작은 업적이 아닙니다. 간단히 말해서, 이는 일반적인 엔지니어링 라인이 아니라 대규모-해상 풍력 발전을 안정적으로 육지로 끌어들이는 송전 채널입니다.
그렇다면 문제는 어디에 있습니까? 그것은 매우 가혹한 해저 환경에 놓여 있습니다.
여동성 황사양(黃沙陽) 지역은 남황해의 복잡한 조석 수로에 위치해 있다. 물의 흐름은 빠를 뿐만 아니라 혼란스럽고 빠르며 끊임없이 침식됩니다. 일부 지역에서는 해저가 침식되어 원래 밑에 묻혀 있던 해저 케이블이 노출되었습니다. 해저 케이블이 장기간 노출된 상태로 있으면 앵커, 어구, 해저 변화에 영향을 받나요? 위험은 확실히 증가하고 운영 안전이 손상될 것입니다.
게다가 이곳의 근무 조건은 거의 최대 난이도에 가깝습니다. 건설 지역의 최대 유속은 4~5노트에 이르고, 역사적 최대 조석간만의 차이는 9.28m로 전국 최고 수준이다. 케이블 종류도 ±400kV DC 해저 케이블, 220kV, 35kV AC 케이블 등 다양하며 최대 직경은 246mm이다. 그리고 가장 중요한 점은 건설 중에도 해저케이블이 여전히 가동되고 있다는 점이다. 활선 케이블, 강한 조류, 복잡한 해저를 사용하여 이를 어떻게 수행할 수 있습니까?
Shanghai Yuanwei는 되메움 및 매몰 솔루션을 사용했으며 핵심 장비는 새로운 유형의 ROV, 즉 수중 로봇이었습니다. 해저 케이블에 닿기 위해 기계적으로 굴착하는 것이 아니라 고압의 물을 사용하여 해저 케이블을 정밀하게 교란시켜 케이블이 자연스럽게 가라앉도록 합니다. 이 접근 방식의 장점은 매우 실용적입니다. 설계된 매설 깊이를 달성할 뿐만 아니라 외부 피복에 대한 기계적 접촉 손상을 최소화합니다. 전압이 높아지고 해저 케이블의 가격이 비싸질수록 이러한 "접촉 감소" 접근 방식이 더욱 중요해집니다. 그렇지 않으면 수리 비용이 건설 비용보다 더 높을 수 있습니다.
진짜 과제는 단순히 물을 뿌리는 것만큼 간단하지 않다는 사실에 있습니다. 이 건설에는 고정밀 수중 위치 확인, 자율 작동 및 원격 모니터링 시스템이 결합되어 있습니다.- 다양한 케이블 유형과 해상 조건에 따라 실시간으로 작동 매개변수를 조정할 수 있습니다.{3}} 해저면은 평평하지 않고, 해저케이블의 규격도 동일하지 않습니다. 매개변수를 균일하게 적용하면 매립 깊이가 충분하지 않거나 교란이 너무 커서 문제가 발생할 수 있습니다. 이제 이 접근 방식을 사용하면 복잡한 해상 조건에서 활선 해저 케이블을 정밀하게 부설하고 매설할 수 있으며 이 단계는 상당한 가치가 있습니다.
이 문제에 주목할 가치가 있는 이유는 무엇입니까? 국내 해상풍력이 '빠른 설치'에서 '안정적인 송전'으로 나아가고 있기 때문이다. 지난 몇 년 동안 많은 프로젝트가 설치 속도에 더 중점을 두었습니다. 풍력발전기가 설치되고 해저케이블이 부설되면 프로젝트는 거의 완료된 것으로 간주됐다. 그러나 프로젝트가 운영되기 시작하면서 해저 유지 관리 및 운영이 장기-계정이라는 사실이 밝혀졌습니다. 풍력 터빈 블레이드와 달리 해저 케이블은 보이지 않습니다. 문제가 발생하면 먼저 경보로 감지된 후 시스템 종료로 이어지는 경우가 많습니다. 조사와 수리는 느리고 비용이 많이 듭니다.
비슷한 상황이 루동에게만 국한된 것은 아닙니다. 광동성 근해의 일부 해상 풍력 발전 단지에서는 과거 해저 케이블 매립 및 보강 작업을 수행했는데, 같은 이유로 해저 지형의 급격한 변화와 태풍 및 조류의 중첩으로 인한 심각한 침식이 발생했습니다. 해외에도 선례가 있다. 영국 북해의 일부 해상 케이블 프로젝트에서는 동일한 핵심 논리를 바탕으로 운영 후 보호 조치를 추가했습니다. 해저 케이블을 부설한다고 해서 마음의 평화가 보장되는 것은 아닙니다. 이후의 유지 관리 및 모니터링이 계속 유지되어야 합니다.
그러나 해저케이블 노출은 모든 해역에서 대규모로 발생하는 것은 아니다. 해저가 더 안정적이고 조류가 약한 일부 연안 지역에서는 매몰 후 작업 상태가 훨씬 안정적이며 향후 정기적인 검사만 필요합니다. 이는 또한 문제를 나타냅니다. 해상 풍력 발전소 운영 및 유지 관리에 대한 모든 솔루션에-적합-적합-한 솔루션은 없습니다. 여전히 해상 상태, 해저 상태, 케이블 유형 및 건설 방법에 따라 다릅니다. 작업이 현장에서 수행되는 방식은-종이 계획보다 더 중요합니다. 이 Rudong 프로젝트에는 또 다른 의미가 있습니다. 유연한 직류 해저 케이블 전송은 해상 풍력 전송을 위한 높은 수준의 솔루션입니다.{10} 대용량-및 장거리-송전에 적합하며, 여러 풍력 발전 단지에서 육상으로 전력을 보다 효율적으로 전달할 수 있습니다. 장점은 분명합니다. 장거리에 걸쳐 안정적으로 전력을 전송할 수 있으며 대규모 기지 개발에 적합합니다.- 그러나 문제는 여기에 있습니다. 시스템이 발전할수록 해저 케이블에 대한 안전 요구 사항도 높아집니다. 주요 채널에 장애가 발생하면 단일 풍력 터빈뿐만 아니라 전체 풍력 발전 단지에 영향을 미칩니다. 따라서 20-킬로미터가 넘는 되메우기와 매설 작업이 완료된 후 표면적으로는 해저 케이블 수리에 불과했습니다. 하지만 더 깊이 살펴보면 대규모 해상 풍력 프로젝트의 운영 및 유지 관리 역량 격차를 메워주고 있었습니다.
이전에는 장비 국산화가 중요하다는 말을 자주 하곤 했습니다. 이제 장비만으로는 충분하지 않다는 것이 분명해졌습니다. 또한 전체 프로세스를 감지하고, 찾고, 구성하고, 원격으로 모니터링하는 기능을 포함한 시스템 통합 기능도 있어야 합니다. 이것이 진정한 실무 능력이다. 업계에서는 이런 사례의 가치가 단순히 '한 번에 끝내는 것'이 아니다. 국내 해상풍력은 더 깊은 바다, 더 먼 바다를 향해 나아가고 있으며, 바다 상황은 단순해지는 것이 아니라 더욱 복잡해질 것입니다. 향후 더 많은 프로젝트에서 해저 케이블 수색, 노출, 재매설과 같은 문제가 발생하는 경우{6}} 이 솔루션은 단순한 비상 대응이 아니라 복제 가능한 표준 접근 방식이 될 수 있습니다. 결국 해상풍력은 전 생애주기에 걸친 경쟁이다. 풍력 터빈 설치는 시작에 불과합니다. 전력이 해안까지 안정적으로 전달되고 10~8년 후에도 안정적으로 유지될 수 있는지 여부에 대한 답은 종종 해수면 아래에 있습니다. Rudong에서-20-킬로미터가 넘는 해저 케이블을 재매설함으로써 즉각적인 위험을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 후속 유사한 프로젝트의 모범을 보여줍니다. 바다 밑의 "보이지 않는 엔지니어링"을 잘 수행할 수 있는 사람이라면 누구나 다음 단계의 대규모 해상 풍력 발전 프로젝트를 맡을 수 있다는 자신감을 갖게 될 것입니다.
