해상풍력발전단지해역 선박 통항 허용기준 설정에 관한 연구

온성욱,이창현,김철승 해양환경안전학회 2018 해양환경안전학회지 Vol.24 No.7

Since global energy consumption and demand for energy have dramatically risen, a focus on environmental problems and sustainability has become more important. Clean and renewable energy sources such as offshore wind power generation have received attention among new renewable energy options as alternative energy resources. Due to maintenance and operational perspectives, offshore wind farms have been planned for installation in many coastal waters. However, development of offshore wind farms faces interference from existing maritime traffic along the planned areas. In order to safely and effectively govern marine traffic in the vicinity of wind farms and inner areas, standard criteria are suggested to allow vessels to sail the internal waters of offshore wind farm areas. Therefore, the purpose of this study is to establish allowable criteria for sailing vessels and safety zones for offshore wind farms by investigating the local regulations of various offshore wind farm cases overseas. The commended inner safety zone of wind farms is proposed to be a distance of 150% of the rotation diameter of the wind turbine rotor and a distance of 200m from the outer wind turbine for the outer safety zone. Besides this, the allowable criteria for sailing vessels within a wind farm is proposed to have an air draft of 14.47m south-west wind farm sea areas for a minimum margin to avoid hull contact through evaluation of the tide and height of a wind turbine. further studies will be needed to establish vessel sailing criteria among adjacent offshore wind farms as well as vessel sailing criteria within a single offshore wind farm. 세계 에너지 소비와 에너지 수요가 급격히 증가함에 따라 환경문제와 지속가능성에 대한 관심이 요즘 더욱 중요해지고 있다. 신재생에너지 중 해상풍력발전과 같은 깨끗하고 재생가능한 에너지자원은 대체에너지 자원으로 주목받고 있다. 유지보수 및 운영상의 관점에서 해상풍력발전은 일반적으로 연근해해역에 설치될 계획이지만 해상풍력발전단지의 개발은 계획된 풍력단지를 따라 기존의 해상교통으로부터 다양한 해상교통 간섭에 직면해 있는 실정이다. 해상풍력발전단지 인근해역 및 단지 내에서 해상교통을 안전하고 효과적으로 통제하기 위해 선박이 해상풍력단지 내에서 통항할 수 있도록 표준 기준을 제안한다. 따라서, 본 연구의 목적은 국외 해상풍력발전단지의 현지 규정을 조사하여 해상풍력발전단지에 대한 선박통항 허용 및 안전구역 기준을 수립 하는데 있다. 풍력단지의 내측 안전구역은 풍력터빈 날개 회전직경의 150%를 적용한 거리와 외측안전구역으로는 외곽에 위치한 풍력터빈으로부터 200m의 범위의 거리를 제시하였으며, 또한 풍력단지 내 선박통항 허용기준은 풍력터빈 날개의 높이와 조위를 평가하여 향후 서남해 해상풍력발전단지의 실증단지 해역에서 Air draft 14.47m가 선체 접촉을 피할 수 있는 최소 마진을 가진 기준을 제시하였다. 향후 연구과제로서, 단일 해상풍력단지 내의 선박통항 기준과 더불어 인접한 해상풍력단지 간의 선박통항 기준마련을 위한 후속연구가 필요하다.

에너지자원의 환경관리전략 : 해양에너지 개발을 위한 전략환경평가방안 연구(2) 해상풍력사업의 입지선정을 중심으로

김태윤,김충기,맹준호,장선주 한국환경정책평가연구원 2015 사업보고서 Vol.2015 No.-

본 연구는 2개년에 걸쳐 해상풍력단지의 적정입지 도출을 위한 의사결정지원 모델을 개발하였다. 1차년도 연구에서는 해상풍력에너지와 관련된 법령 및 제도 현황을 검토하고 국내외 문헌을 토대로 해상풍력단지 입지선정 시 고려하여야 할 입지항목을 도출하였다. 도출된 입지항목은 에너지자원 및 경제성, 보전지역 및 경관보호, 인간의 활동, 해양환경 및 해양생태의 네 개 부문으로 구분하고, 이에 대한 입지항목별 공간자료를 수집해 제주지역에 시범 적용하였다. 2차년도 연구에서는 1차년도 연구를 토대로 에너지자원 및 경제성분석기법의 고도화와 입지항목별 가중치 산정방안을 제시함으로써 의사결정지원 모델을 정립했다. 또 이를 서남해안 지역에 시범 적용함으로써 모델의 적용 가능성을 확인하였다. 우선 에너지자원 및 경제성 분석기법 고도화는 데이터와 분석방법의 두 가지 측면으로 접근했다. 데이터 측면에서는 기존 1차년도 연구에서 에너지자원을 파악함에 있어 기상청에서 산정한 풍력밀도를 활용하였으나, 2차년도에서는 터빈 정보에 따라 풍력밀도를 재산정할 수 있도록 해상풍 재분석자료를 입력자료로 직접 사용하였다. 아울러 1차년도에서는 풍력밀도, 수심, 육지와의 거리 정보를 중첩하여 입지 부적합 지역을 제척하였으나, 2차년도에서는 해상풍 자료, 수심, 터빈 정보를 활용해 채득가능풍력에너지양을 1차 산정하고, 이에 기반을 두어 풍력단지 건설비용, 변전소 위치 정보, 풍력에너지 거래가격 등을 종합 산정하여 순현재가치(Net Present Value, NPV)를 산정하는 단계로 구분하여 진행하였다. 또한 본 분석방법을 기존 시범 적용지였던 제주지역과 서남해안 지역에 적용하였을때, 제주 및 서남해안에 계획된 사업지역을 찾아내고 있었다. 이로써 1차년도에서와 같이 단순히 제척된 정보를 제시하는 것이 아니라 더욱 구체적이면서도 유의한 정보를 제공할수 있다는 점에서 의의를 찾을 수 있다. 한편 해상풍력건설사업에 있어서 이해관계자의 선호체계를 파악하는 것이 매우 중요하다. 때문에 본 연구에서 의사결정지원 모델을 마련함에 있어 이해관계자의 선호체계를 반영할 수 있도록 AHP 기법을 활용한 입지항목별 가중치 산정방안을 제시하였다. 사례지역인 서남해안 지역에서의 설문 실시결과, 에너지자원 및 경제성 > 해양환경 및 해양생태> 인간의 활동 > 보전지역 및 경관보호 부문 순으로 나타났다. 이는 경제성 측면과 더불어 해양환경과 해양생태에 대한 인식수준이 높다는 것을 의미하며, 해상풍력단지 입지선정시 환경 및 생태 측면을 반드시 고려해야 함을 시사한다. 본 연구에서 도출된 분석결과는 특정하게 가정된 시나리오에 따른 결과이므로 분석시나리오에 따라 다른 결과가 도출될 수 있으며, 실제 사업단지 단위에서 적용하기에는 무리가 따른다. 이는 연구과제명에서도 알 수 있듯이, 본 연구의 목적이 궁극적으로 전략환경평가 방안으로서의 입지선정 방안을 제시하는 것이기 때문이다. 즉, 본 연구에서 제시한 의사결정지원 모델은 의사결정자가 최소 광역지자체 단위 수준의 공간스케일에서 상대적으로 유리한 입지를 스크리닝하고 입지 적합성이나 규모 등을 판단하는 도구로 활용되는것이 가장 적합하다. 본 연구에서 구축한 해양 데이터와 의사결정지원 모델은 향후 해상풍력발전단지뿐 아니라 해양에너지 및 해양 개발사업 분야에 다양한 용도로 활용될 수 있을것으로 기대한다. This study aims to develop a decision making support model of selecting a site suitable for offshore wind farm over a period of 2 years. The 1st year study examined the status of system and laws and regulations related to offshore wind farm and deduced site factors that should be considered in selecting a site of offshore wind farm on the basis of domestic and foreign literatures. The site factors were classified into 4 categories of energy resource and economic feasibility, conservation area and viewshed, human activity, and marine environment and ecology. And spatial data about these according to site factors were collected and applied to Jeju province as a test. The 2nd year study established the decision-making support model by suggesting a scheme of estimating weights according to site factors and sophisticated energy resource and economic analysis method on the basis of the 1st year study. Besides, the applicability of the model was verified by applying it to South Korea’s southwest coast region as a pilot test. Firstly, with regard to energy resource and economic analysis method sophistication, an approach was made in the two aspects of data and method. In case of data, whereas the previous 1st year study utilized wind density estimated by the Korea Meteorological Administration in grasping energy resources, the 2nd year study directly used sea surface wind reanalysis data as input data so that wind density could be reestimated according to turbine information. Besides, in the 1st year study, unsuitable site areas were excluded by overlapping information about distance from land, water depth, and wind density. In comparison, in the 2nd year, the method was refined by dividing it into the first step of initially estimating exploitable wind energy by utilizing information about turbine, water depth and sea surface wind data, and the second step of estimating Net Present Value (NPV) by comprehensively estimating wind energy market price, substation location information, and wind farm construction expenses on the basis of that. When this analysis method was applied to the previous pilot test areas of Jeju province and southwest coast region, the planned project areas in Jeju and southwest coast were identified. Thus, the results are significant in that more specific and significant information can be provided, rather than simply presenting excluded information as in the 1st year. On the other hand, it is very critical to understand the preference of the interested parties in offshore wind construction projects. Accordingly, this study suggested a scheme of estimating a weight according to site factor by utilizing AHP technique so as to allow reflection of the preference system of the interested parties in providing a decision-making support model. According to the results of survey in southwest coast region, the case area, energy resource and economic feasibility was selected as the most important factor, followed by offshore environment and offshore ecology, human activity and conservation area and landscape protection category. This implies that there is a high level of awareness about offshore environment and offshore ecology together with economic aspect, and suggests that environmental and ecological aspect should be considered in selecting a site for offshore wind farm. The analysis results of this study were yielded by assuming a specific scenario. Therefore, different results may be produced depending on the type of analysis scenario. And it is inappropriate to apply the method to actual projects because the ultimate purpose of this study is to suggest a scheme of selecting a site as a means of strategic environmental assessment. In other words, it is the most appropriate for decision makers to utilize the decision-making support model suggested in this study as a tool for screening a relatively advantageous site in spatial scale at least at the regional local government level and for judging the site suitability. It is expected that the offshore data and decision-making support model established in this study can be utilized for various purposes not just in offshore wind farms but also in offshore energy and offshore development project areas in the future.

해상풍력 발전용량 설계에 관한 연구

정문선(Moon Seon Jeong),문채주(Chae Joo Moon),장영학(Young Hak Chang),이수형(Soo Hyoung Lee),이숙희(Sook Hee Lee) 한국전자통신학회 2018 한국전자통신학회 논문지 Vol.13 No.3

풍력에너지는 청정 및 재생에너지의 가장 저렴한 모형중의 하나로 널리 알려져 있다. 실제로 몇몇 국가에서는 풍력에너지가 새롭게 건설되는 발전소들 중에서 화석연료 발전단가와 동등한 수준으로 만들어 오고 있다. 해상풍력 에너지 개발은 한국정부의 3020계획 목표달성을 위한 중요한 국내 에너지자원일 것으로 보인다. 풍력프로젝트의 개발단계 중에서 중심이 되는 항목은 풍력자원 평가이다. 풍력자원평가의 기본적인 3가지 등급 또는 단계는 예비부지확정, 부지 풍력자원 평가, 마이크로사이팅 등으로 나누어 분류할 수 있다. 본 연구에서는 6개소 해상기상탑 자료를 기반으로 3단계를 적용하여 전남 해상지역의 풍력발전 용량을 추정하는 것이다. 풍력프로젝트 개발을 위하여 소프트웨어 도구로 25년 이상 실적이 있고 풍력에너지 프로젝트 개발프로그램으로 잘 알려진 WindPRO를 사용하였다. 전남지역 해상풍력발전용량의 설계결과는 6개 풍력단지에서 총 2.52GW로 계산되었다. Wind energy is widely recognized as one of the cheapest forms of clean and renewable energy. In fact, in several countries, wind energy has achieved cost parity with fossil fuel-based sources of electricity generation for new electricity generation plants. Offshore wind energy development promises to be a significant domestic renewable energy source for the target of korea government 3020 plan. A pivotal activity during the development phase of a wind project is wind resource assessment. Several approaches can be categorized as three basic scales or stages of wind resource assessment: preliminary area identification, area wind resource evaluation, and micrositing. This study is to estimate the wind power capacity of chonnam province offshore area using three basic stages based on the six meteorological mast data. WindPRO was used, one of a well-known wind energy prediction programs and based on more than 25 years of experiences in development of software tools for wind energy project development. The design results of offshore wind power generation capacity is calculated as total 2.52GW with six wind farms in chonnam offshore area.

해상풍력단지 지원항만 여건 분석 및 평가에 관한 연구 - 경상남도 항만을 중심으로-

양항진(Yang, Hang-Jin),장봉규(Chiang, Bong-Gyu) 한국항만경제학회 2019 韓國港灣經濟學會誌 Vol.35 No.4

해상풍력발전은 대표적인 재생에너지이며 급속히 성장하고 있는 산업으로 정부는 2030년까지 17.7GW로 확대할 계획을 추진하고 있다. 경상남도의 경우에도 욕지도에 461.9MW 규모의 해상풍력발전이 추진중이며, 향후 1GW 규모 이상으로 추가 확대될 것으로 예상되고 있다. 이에 따라 해상풍력발전 기자재의 보관, 조립, 운송, 설치 등의 기능을 지원하는 지원항만은 해상풍력단지 개발사업의 원활한 진행과 경제성 확보에 중요한 역할을 할 것으로 예상된다. 본 연구는 선행연구와 주요국 사례를 바탕으로 해상풍력 지원항만의 평가 기준을 마련하여 욕지도 해상풍력단지와 연계한 경상남도 소재 항만의 여건을 분석하고 평가해 보고자 하였다. 평가 기준으로 해상풍력단지와의 거리, 입출항 제약, 항행수역, 어업권 요인, 부대비용, 안벽길이, 수심, 항만부지, 부두하중, 타 화물 간섭, 민원과 관련산업 집적으로 세분화하였다. 이후 경상남도 항만 중에서 통영항, 삼천포항, 고현항, 마산항, 진해항을 선정하여 평가하였다. 연구 결과로 해상풍력단지와의 거리, 입출항 제약, 어업권 요인 등은 통영항이 우수하였으나, 안벽길이, 수심, 항만부지 등 다른 평가 기준에서는 대체적으로 삼천포항, 마산항, 진해항이 우수한 것으로 평가되었다. 본 연구는 지속적으로 증가하는 해상풍력단지 개발사업과 연계하여 공공기관, 풍력사업자 및 정책입안자가 지원항만 선정에 필요한 사항을 평가하는 기본 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. Offshore wind power is a representative renewable energy source and a rapidly growing industry. In Gyeongsangnam-do, offshore wind farms of 461.9MW are being pushed for in the Yokji island and are expected to expand further to over 1GW in the future. Accordingly, ports supporting the storage, assembly, transportation, and installation of offshore wind power equipment are expected to play an important role in the smooth progress of the offshore wind farm development project. Based on previous research and cases in major countries, this study prepared criteria for assessment of ports supporting offshore wind farmsand evaluated ports in Gyeongsangnam-do, which are linked to Yokji island offshore wind farms. The assessment criteria have been subdivided into distance from the offshore wind farm, port entry and exit restrictions, navigational areas, fishery rights factors, additional costs, berth length, depth of berth, size of the port yard, port berth bearing pressure, interference with other cargo, a civil appeal, and relevant industrial aggregation. The ports of Tongyeong, Samcheonpo, Kohyun, Masan, and Jinhae in Gyeongsangnam-do were selected and evaluated. As a result, the port of Tongyoung was superior in terms of distance from the Yokji island offshore wind farm. The ports of Samcheonpo, Masan, and Jinhae were evaluated as excellent in other criteria such as berth length, depth of berth, and so on. This study is expected to be used as a source of basic data for offshore wind power companies and policymakers to select and evaluate the supporting ports of offshore wind farms.

서남해안 2.5GW 해상풍력단지 조성을 위한 설치 일정계획

고현정(Ko, Hyun-Jeung) 한국항만경제학회 2017 韓國港灣經濟學會誌 Vol.33 No.2

지구 온난화에 대처하는 일환으로 신재생에너지 가운데 세계 각국은 해상풍력단지 개발에 투자를 집중하고 있다. 그러나 해상풍력단지 개발은 해상에서의 구조물 운송, 설치 등의 해상작업이 요구됨에 따라 투자비용이 육상풍력단지 보다 높은 단점이 있다. 특히 해상기상 여건으로 인한 설치기간 지연은 해상풍력단지 운영의 경제성에도 영향을 끼치는 요소이다. 따라서 본 연구에서는 국내 해상의 기상여건을 고려하여 해상풍력단지 조성의 최적 일정계획을 거시적 측면에서 분석하고자 하였다. 이를 위해 수리적 모델을 개발하였고, 이를 이용하여 국내 서남해안 2.5GW 해상풍력단지 조성사업에 적용하였다. 해상 기상여건은 기상청의 자료를 활용하였고, 모델에 사용된 입력 자료는 해외의 선행 사례를 바탕으로 현실성을 최대한 반영하고자 하였다. 그 결과 해상풍력터빈 35기를 설치하는데 6개월이 소요되는 것으로 분석되었다. 특히 겨울을 피하여 작업하는 것이 비용을 최소화할 수 있는 것으로 분석되었다. As a way to address global warming, among the renewable energy sources, there have been heavy investments worldwide for the development of offshore wind farms. However, such development has a drawback: investment costs are higher than those for onshore wind farms due to required operations such as offshore transportation and installation. In particular, delays in installation due to adverse maritime weather conditions are factors that affect the economics of offshore wind farms" operation. Therefore, in this study, we analyze the optimal schedule of the construction of an offshore wind farm from a macro perspective by considering the weather conditions in Korea. For this purpose, we develop a mathematical model and apply it to a 2.5 GW offshore wind farm project on the southwestern coast of the country. We use data from the Korea Meteorological Agency for maritime weather conditions and attempt to reflect the actual input data based on precedent cases overseas. The results show that it takes 6 months to install 35 offshore wind turbines. More specifically, it is pointed out that it is possible to minimize costs by not working in winter.

VHF 대역 통신에 대한 해상풍력 발전단지의 영향성 분석

오성원,박태용 해양환경안전학회 2022 해양환경안전학회지 Vol.28 No.2

As the development of renewable energy expands internationally to cope with global warming and climate change, the share of wind power generation has been gradually increasing. Although wind farms can produce electric power for 24h a day compared to solar power plants, Their interfere with the operation of nearby radars or communication equipment must be analyzed because large-scale wind power turbines are installed. This study analyzed whether a land radio station can receive sufficient signals when a ship sailing outside the offshore wind farm transmits distress signals on the VHF band. Based on the geographic information system digital map around the target area, wind turbine CAD model, and wind farm layout, the area of interest and wind farm were modeled to enable numerical analysis. Among the high frequency analysis techniques suitable for radio wave analysis in a wide area, a dedicated program applying physical optics (PO) and shooting and bouncing ray (SBR) techniques were used. Consequently, the land radio station could receive the electromagnetic field above the threshold of the VHF receiver when a ship outside the offshore wind farm transmitted a distress communication signal. When the line of sight between the ships and the land station are completely blocked, the strength of the received field decreases, but it is still above the threshold. Hence, although a wind farm is a huge complex, a land station can receive the electromagnetic field from the ship’s VHF transmitter because the wave length of the VHF band is sufficiently long to have effects such as diffraction or reflection. 지구 온난화와 기후변화에 대응하기 위해 국제적으로 재생 에너지의 개발이 확대됨에 따라 풍력발전의 비중도 점차 늘어가고 있다. 태양광발전에 비해 24시간 생산이 가능하지만 대형 풍력발전기를 대규모로 설치하기 때문에 주변의 레이더나 통신 장비들의 동작에 간섭을 일으키는 지에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 해상풍력 발전단지 외해를 항해하는 선박이 VHF 대역으로 조난 통신을 송신할 경우, 육지의 기지국에서 신호를 수신할 수 있는지를 분석하였다. 대상지역 주변의 수치지형도, 풍력발전기 캐드 모델, 풍력발전단지 배치도를 바탕으로 주변 해역 및 발전단지를 수치해석이 가능하도록 모델링하였다. 광범위한 지역에 대한 전파 분석에 적절한 고주파 해석기법 중 PO, SBR 기법을 적용한 전용 프로그램으로 전자파 간섭 여부를 분석하였다. 해상풍력 발전단지 외곽에서 송신한 VHF 대역 전자파에 대해 육상 기지국에서는 약간의 수신전력 저하는 있지만 기준치 이상의 전력을 수신하였다. 선박과 육상 기지국 사이의 가시선을 완전히 가리는 경우에 수신 전력의 저하가 발생하였으나, VHF대역이 파장이 길어 회절이나 반사 등의 효과로 육상 기지국까지 충분한 전파가 도달하는 것으로 판단된다.

해상풍력발전단지 내 어업 가능성에 관한 고찰

정초영,황보규,김성철 해양환경안전학회 2019 해양환경안전학회지 Vol.25 No.5

본 연구는 해상풍력발전단지 내 어업의 가능성을 살펴보고자, 어구 및 어법이 해상풍력발전단지 내 터빈과 해저케이블에 미치는 위험도를 평가하였다. 서남해 해상풍력발전단지를 연구 대상 해역으로 설정하여, 주변 국가어항의 선박 현황을 조사하였다. 어선의 현황을 참조하여 22개의 어구 및 어법에 대하여 위험도 평가 기준을 설정하고, 전문가를 통해 위험도를 평가하였다. 위험도가 낮아 해상풍력발전단지 내에서도 조업이 가능하다고 판단되는 어구 및 어법은 외줄낚시, 대낚시, 멸치챗배였으며, 위험도가 보통으로서 조업이 가능하기는 하나, 주의가 필요하다고 생각되는 어구 및 어법은 바닥주낙, 뜬주낙, 끌낚시, 오징어채낚기, 문어단지, 주꾸미소호, 연안통발, 주목망, 낭장망, 고정자망, 유자망이었다. 위험도가 높아 해상풍력발전단지 내 조업이 어렵다고 판단되는 어구 및 어법은 형망, 빔트롤, 건착망류였으며, 위험도가 아주 높아 해상풍력발전단지 내 어업이 허용되기 어렵다고 판단되는 어구 및 어법은 안강망, 기선권현망, 오터트롤, 외끌이기선저인망, 쌍끌이기선저인망이었다. The purpose of this study was to investigate the possibility of fishery in offshore wind farms and evaluate the risk linked to the presence of turbines and submarine cables in these areas. With this objective, we studied an offshore wind farm in the Southwest Sea and the current state of vessels in the surrounding National Fishing Port. The risk assessment criteria for 22 fishing gears and methods were set by referring to the fishing boats; thereafter, the risk was assessed by experts. The fishing gears and methods that could be safely operated (i.e., associated with low risk) in the offshore wind farm were: single-line fishing, jigging, and the anchovy lift net. The risk was normal so that it is possible to operate, but the fishing gears and methods that need attention are: the set long line, drifting long line, troll line, squid rip hook, octopus pot, webfoot octopus pot, coastal fish pot, stow net on stake, winged stow net, stationary gill net, and drift gill net. Moreover, the fishing gears and methods difficult to operate in the offshore wind farm (i.e., associated with high risk) were: the dredge, beam trawl, and purse seine. Finally, those associated with very high risk and that should not be allowed in offshore wind farms were: the stow net, anchovy drag net, otter trawl, Danish seine, and bottom pair trawl.

서남해 해상풍력발전단지 내 항로형태에 따른 선박통항 위험도 평가에 관한 연구

장다운,김득봉,정재용 해양환경안전학회 2019 해양환경안전학회지 Vol.25 No.6

서남해 해상풍력발전단지 내 선박 통항 금지와 조업 제한으로 인해 사업자와 어민간의 갈등이 심화되고 있다. 이러한 문제 해결을 위하여 국내에서도 유럽의 해상풍력발전단지와 같이 발전단지 내 선박 통항과 어로작업 허용을 검토하고 있다. 이 연구는 서남해 해상풍력발전단지 내 선박 통항을 가정하여 항로의 형태에 따른 해상교통위험도 발생비율을 ES 모델과 IWRAP을 이용하여 분석하였다. 또한, 항로의 형태(십자형 항로 및 격자형 항로)와 선박 통항량(현재, 3배, 5배, 10배)에 변화를 주어 위험도를 정량적으로 평가하였다. 주요 평가결과는 다음과 같다. 현재의 교통량에서 십자형 항로와 격자형 항로를 운영할 경우 조선부담감(종합환경스트레스치가 750 이상)이 높은 구간은 발생하지 않았으며, 연간 충돌확률도 큰 차이가 발생하지 않았다. 그러나 통항량이 현재보다 3배, 5배, 10배 증가함에 따라 교차지점에서 조선부담감과 연간 충돌확률이 급격히 증가함을 확인하였으며, 이를 통해 격자형 항로에서 교통류 분리를 통해 위험도를 효과적으로 분산시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 서남해 해상풍력발전단지 내에서 항로설정, 항로운영방식, 안전대책 등에 활용이 가능할 것으로 기대된다. Domestic southwest offshore wind farms have problems such as the reduction in fishing rights by prohibiting vessel traffic, which delays their development. As such, there is a need to develop offshore windfarms in Europe to permit the passage of vessels and fishing operations in specific offshore windfarm areas. In this study, we used the environmental stress (ES model) and the IALA Waterway Risk Assessment Program (IWRAP) to determine the ratio of risk to the route type (cross pattern, grid pattern) and traffic volume (present, 3 times, 5 times and 10 times) to derive the risk factors of specific vessels for offshore windfarms. As a result, ship operators’ risk related to offshore windfarms did not rise in both route types and there was no significant difference in the annual probability of collision in the present traffic volume. In conditions that increased traffic volume by 3 times, 5 times and 10 times, the risk ratio increased as ship operator risk and collision probability increased at the crossing points. Furthermore, when the traffic volume of the ship increased, the risk could be more effectively distributed in the grid route compared to the cross route. The results of this study are expected to apply to the operation type, route operation method, safety measures, etc. in offshore wind farms.

국외 사례 분석을 통한 국내 해상풍력 발전단지의 선박통항 및 어로활동기준 설정에 관한 고찰

권유민,이창현,임긍수 해양환경안전학회 2018 해양환경안전학회지 Vol.24 No.1

세계풍력발전협회(GWEC) 2017년도 Global Wind Report에 따르면 전세계 풍력에 의한 발전용량은 2001년도 23,900MW에서 2016년도 486,790MW로 비약적으로 발전하고 있다. 반면 국내 발전원별 총발전량 비중에서 풍력에 의한 발전은 0.2% 불과하다. 국내외 발전원별 정산단가가 풍력으로 전기를 생산하는 데 드는 발전원가가 석유 등 화석연료 발전원가와 같아지는 Grid Parity에 이미 도달하여 풍력발전에 의한 전기의 생산은 더욱 확대될 것이다. 본 연구에서는 전 세계 해상풍력설비의 88%가 위치하고 있는 유럽의 주요 해상풍력발전단지의 선박통항 규정과 어로활동에 대한 기준을 분석하여 향후 국내 해상풍력발전단지 설치 시 선박통항 및 어로활동 기준 설정 시 고려되어야 할 사항을 제시하였다. According to the Global Wind Report of the Global Wind Energy Council (GWEC) in 2017, global wind power electricity generation capacity has been dramatically developing from 23,900MW in 2001 to 486,790MW in 2016. However, wind power generation in South Korea accounts for only 0.2% of total power generation. Nonetheless, electricity production by wind power generation is soon expected to reach the grid parity where the cost of generating electricity by wind power is equal to the cost of fossil fuels such as oil. In this study, we analyzed the criteria of vessel traffic and fishing activities of major offshore wind farms in Europe where 88% of the offshore wind power facilities are located. Finally, we suggest critical considerations based on the analysis.

해상풍력 지지구조물 형식 및 시공 방법에 따른 서남해 해상풍력실증단지의 균등화발전비용 비교

윤서호,김선빈,윤길림,이진학 한국해안,해양공학회 2023 한국해안해양공학회 논문집 Vol.35 No.3

In order to understand the economic feasibility of an offshore wind farm, this paper analyzed the differences in LCOE (levelized cost of energy) according to the support type and construction method of the substructure in terms of LCOE and sensitivity analysis was conducted according to the main components of LCOE. As for the site to be studied, the Southwest Offshore Wind Farm was selected, and the capital expenditures were calculated according to the size of the offshore wind farm and the installation unit. As a result of the sensitivity analysis, major components showed high sensitivity to availability, turbine related cost, weighted average cost of capital and balance of system related cost. Moreover, the post-piling jacket method, which was representatively applied to the substructure of the offshore wind farm in Korea, was selected as a basic plan to calculate the capital expenditures, and then the capital expenditures of the pre-piling jacket method and the tripod method were calculated and compared. As a result of analyzing the LCOE, it was confirmed that the pre-piling jacket method of the supporting structure lowers the LCOE and improves economic feasibility as the installation number of turbines increases. 본 논문에서는 해상풍력발전단지의 경제성을 파악하고자 발전단가 측면에서 해상풍력 지지구조물 형식 및시공 방법에 따른 균등화발전비용(levelized cost of energy, LCOE)의 차이를 분석하고 LCOE의 주요 구성 요소에따른 민감도 분석을 실시하였다. 연구대상 현장으로 국내 서남해 해상풍력실증단지를 선정하였으며, 설치 기수에 따른 공사비를 분석하였다. LCOE 민감도 분석 결과 설비이용률, 터빈 관련 비용, 가중평균자본비용 그리고 BOS (balance of system) 관련 비용의 순서로 LCOE에 대한 민감도가 높은 것으로 나타났다. 아울러 국내 해상풍력 지지구조물로 주로 적용되었던 포스트파일링(post-piling) 재킷 공법을 기본안으로 선정하여 공사비를 산출한 후, 시공 방법을 프리파일링(pre-piling)으로 변경한 재킷 공법과 트라이포드(tripod) 공법의 초기투자비용을 비교하였다. 그에 따른 LCOE를 분석한 결과, 프리파일링 재킷 공법의 경우 고가의 템플릿이 필요하지만, 강재 소모량이 적고, 설치규모가 대형화할수록 시공 기간이 단축되어 전체 공사비 및 LCOE가 낮아지며 경제성이 향상되는 것을 확인하였다.