"따개비가 막은 해상풍력, 기술로 뚫었다"… KERI, 'J-tubeless' 공법 개발

해상풍력단지 해저케이블 설치의 골칫거리였던 '바이오파울링(해양생물 부착)' 문제를 해결하고, 설치와 복구 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 신기술이 개발됐다. 한국전기연구원(KERI, 원장 류석현)은 전력케이블연구센터 최진욱 박사팀이 'J-tubeless(제이튜브리스) 해저케이블 설치 공법'을 개발하고 검증을 완료했다고 18일 밝혔다.

기존 해상 풍력단지는 알파벳 J 형태의 금속관(J-tube)을 통해 케이블을 설치해 왔다. 하지만 튜브 내부에 홍합, 따개비 등 해양생물이 쌓이는 바이오파울링 현상으로 마찰력이 증가해 설치가 지연되거나 케이블이 손상되는 문제가 빈번했다. 고장 시에도 케이블 인출이 어려워 J-tube를 절단해야 하는 등 복구 기간이 길어져 발전 손실 비용이 컸다.


최진욱 박사팀이 고안한 J-tubeless 공법은 J-tube 없이 해저케이블을 하부구조물에 직접 연결하는 방식이다. 유연한 고분자 보호튜브, 전용 클램프(clamp), 벤드 리스트릭터(bend restrictor) 등으로 구성된 '보호 기자재 패키지'를 활용해 케이블을 외력으로부터 보호하고 고정한다. 이를 통해 바이오파울링 문제를 원천 차단하고, 비상시에도 탈·부착이 용이해 유지보수 비용을 대폭 줄일 수 있다.

연구팀은 기술 신뢰성 확보를 위해 높이 20m 규모의 '육상 실증 시험 시스템'도 구축했다. 서남해 해역의 실제 조건을 반영해 하중 시나리오를 도출하고, 조류와 파도 등 장기 해상 환경에서 받는 스트레스를 모사해 평가했다. 약 8개월간 총 150만 회 이상의 하중을 인가한 결과, 내구성과 전기적 안정성이 충분히 확보됨을 입증했다.


이 기술은 해저케이블 보호 기자재 시장에서 국내 기업의 진출 기반을 마련하고 수입대체 효과를 가져올 것으로 기대된다. 해상풍력단지 운영비용(OPEX) 절감과 재생에너지 공급 안정성 강화에도 기여할 전망이다.

최진욱 박사는 “공법 개발부터 전용 시험장치 구축, 신뢰성 검증까지 전 과정을 완료했으며, 설치 절차에 대해 선급의 ‘AIP(Approval in Principle)’ 인증도 획득해 기술력을 인정받았다”며 “관련 업계와 협력해 신뢰성 시험 방법 표준화를 추진하고 해외 시장 진출도 준비하겠다”고 밝혔다.

연구팀은 국내외 특허 출원과 논문 게재를 마쳤으며, 현재 한국에너지기술평가원의 신재생에너지핵심기술개발 사업을 통해 포항테크노파크, 고등기술연구원 등과 해상 실증용 시험장치 구축 사업을 추진 중이다. 이를 통해 기술의 현장 적용 실적(Track Record)을 확보한다는 목표다.