효성, 해상풍력용 5.9MW급 고전압 영구자석형 발전기 국내최초 개발

효성은 국내기업으로는 처음으로 대형풍력터빈의 핵심부품인 5.9MW급 고전압 영구자석형 동기발전기(PMSG: Permanent Magnet Synchronous Generator) 개발에 성공했습니다. 




국책과제 성공적으로 수행, 서남해 2.5GW 프로젝트 등 해상풍력시장 진입 발판




효성의 해상풍력용 풍력발전기 개발은 정부의 신재생에너지 개발사업인 ‘5MW급 대형 해상풍력발전 시스템 개발’ 국책과제의 주관사업자로 선정되면서 이뤄졌으며, 영구자석형 동기발전기의 핵심재료, 기초설계 및 제작, 성능시험 설비 등에 대해 독자기술을 확보했습니다. 
 
효성은 이번 5.9MW급 고전압 해상풍력터빈용 발전기 독자개발을 계기로, 향후 해상풍력터빈 기자재 업체로서 서남해 2.5GW 해상풍력발전소 건립 프로젝트 참여 등 해상풍력시장에 성공적으로 진입할 수 있는 발판을 마련했습니다. 


세계 최고 수준의 발전효율과 안정적 지속발전이 가능한 설계 

<효성이 국내 최초로 개발한 해상풍력용 5.9MW급 고전압 영구자석형 발전기>

효성이 개발한 발전기는 해외 선진사 제품과 비교하여 발전효율과 전력품질에 있어 매우 우수한 성능을 갖췄습니다. 풍력발전기의 발전효율을 높이기 위해서는 전압파형을 왜곡시키는 ‘고조파’ 성분이 낮아야 하며, 효성의 5.9MW급 발전기는 대형 풍력발전기 분야에서 최고의 기술력을 확보한 글로벌기업의 동일 사양 제품과 비교했을 때 1/3 수준으로 1% 미만의 ‘고조파 왜곡율(THD: Total Harmonic Distortion)’을 실현해 고품질의 높은 효율을 입증했습니다. 


해상 풍력발전 환경은 터빈으로의 접안이 매우 힘들어 보수기간 및 비용이 많이 발생하므로 가동율∙이용율을 극대화할 수 있는 설계기술력 확보가 중요합니다. 효성의 풍력발전기는 발전코일을 병렬로 각기 배열한 ‘완전독립 권선설계(Independent Two Winding System)’를 적용하여 한쪽이 고장나도 부분적인 발전이 가능합니다. 보수기간 동안 50%의 지속적인 발전이 가능하고, 구조적/전기적으로 매우 안정된 발전이 가능하도록 설계됐습니다. 


또한 너셀 내에서 간단한 작업만으로 베어링을 교체할 수 있도록 설계해 너셀을 통째로 끌어내려 부품을 교체하는 기존 방식에 비해 비용과 시간을 대폭 절약했는데요. 냉각수가 흐르는 냉각관을 2 중으로 설계해 냉각수 누수로 인한 발전기 교환 및 가동 중단우려를 원천적으로 배제시켰습니다.

 


독일의 풍력인증기관인 ‘DEWI-OCC’의 엄격한 테스트 통과로 우수한 성능입증




효성이 개발한 풍력발전기는 독일의 풍력발전 인증기관인 ‘데비오씨씨(DEWI-OCC)’의 입회 하에 국제규격인 IEC(International Electrotechnical Commission)과 GL(Germanischer Lloyd Guideline 2010)의 규정에 맞춰 제품의 성능, 안정성 및 신뢰성에 대한 엄격한 테스트를 완료하였고 특화된 기술의 높은 성능을 입증 받았습니다. 




국내 산업인프라를 활용한 순수 독자기술로 개발




효성은 해외기술에 의존하지 않고 국내 대학, 유관기관 및 부품제작업체와의 협업을 통해 순수 국내 기술로 풍력발전기 개발을 완료했을 뿐만 아니라 우수한 성능까지 입증했습니다. 이를 통해 국내 풍력발전기 제작 기술의 위상을 대내외에 알릴 수 있었는데요. 효성은 발전기뿐만 아니라 풍력터빈의 핵심부품인 증속기, 전력변환기, 변압기, 차단기 등을 직접 생산할 수 있는 설비를 갖추고 있어 향후 풍력발전 분야에서 큰 시너지 효과가 예상되고 있습니다.  

<효성이 국내 최초로 개발한 해상풍력용 5.9MW급 고전압 영구자석형 발전기>

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