FLOTANT: 심해 풍력발전소를 위한 혁신적 복합재 계류 시스템

RWTH 아헨 대학교 섬유 기술 연구소(ITA, 독일 아헨)가 17개 파트너 기관과 협력해 심해 풍력발전소를 위한 하이브리드 콘크리트/열가소성 복합재 부유 구조물의 개념과 기본 설계를 개발했습니다.

FLOTANT 프로젝트에서 프로젝트 파트너인 TFI 마린(아일랜드 더블린), 퓨처 파이버스(Future Fibres, 스페인 알카세르), ITA가 고성능 탄소섬유/열가소성 계류 케이블 사용을 기반으로 한 풍력발전소 계류 시스템의 설계 개념을 주도합니다. 목표는 시스템의 비용 효율성, 유연성, 견고성 향상이며, 프로젝트 파트너들은 ITA에 따르면 부유 시스템의 균등화 발전 원가(LCOE)를 최적화할 수심 100~600m에서 배치하는 것을 목표로 합니다(2030년까지 메가와트시당 85~95유로). 프로젝트 파트너 AIMPLAS(스페인 파테르나)가 ITA의 지원을 받아 전력 케이블과 계류 시스템을 구현합니다.

계류 케이블 설계 위해 ITA는 프리임프레그네이티드 보강 섬유(TP-프로파일) 기반 열가소성 프로파일 구성요소의 펄트루전 신공정을 개발했습니다. 이 공정은 탄소섬유(CF)와 폴리아미드(PA6) 기반 단방향 강화 로드의 연속 생산을 가능하다고 합니다. 고려된 요구사항에는 공격적인 염수 환경 견디기, 높은 기계적 요구사항, 센서 통합 능력, 해양 생태계 안전성이 포함됩니다.

공정 개발 1단계에서 ITA는 14시간 연속 생산 사이클에 도달했다고 밝혔습니다. 완전히 함침되고 통합된 TP-프로파일이 전체 기간 동안 생산될 수 있었습니다. 다음 단계에서 이 프로파일들이 요구되는 기계적 물성에 대해 테스트되고, 해양 플랫폼 계류의 고하중을 위한 케이블 설계가 개발될 예정입니다. 2020년 하반기에는 풍력발전소 주변 식물을 보호하는 구성요소가 개발될 예정입니다. 펄트루전 공정은 2021년 말까지 산업 규모로 확대될 것으로 예상됩니다.