효성, 국내 첫 해상풍력 고전압 영구자석형 발전기 개발

효성은 국내 기업으로는 처음으로 대형풍력터빈의 핵심부품인 5.9MW급 고전압 영구자석형 동기발전기(PMSG·사진) 개발에 성공했다고 14일 밝혔다.

효성은 그동안 PMSG 개발에 대한 정부의 신재생에너지 개발사업인 ‘5MW급 대형 해상풍력발전 시스템 개발’ 국책 과제를 주관해 왔다. 이번 성과로 효성은 영구자석형 동기발전기의 핵심재료, 기초설계 및 제작, 성능시험 설비 등에 대해 독자기술을 확보했다.

효성의 PMSG는 해외 선진 기업 보다 발전효율과 전력 품질 면에서 우수한 성능을 갖췄다는 평가다. 풍력발전기의 발전효율을 높이기 위해서는 전압파형을 왜곡시키는 ‘고조파’ 성분이 낮아야 하는데, 효성의 PMSG는 글로벌 경쟁사들에 비해 3분의 1 수준으로, 1%미만의 ‘고조파 왜곡율(THD)’을 실현했다.

또한 발전코일을 병렬로 각각 배열한 ‘완전독립 권선설계’를 통해 한쪽이 고장나도 부분적인 발전이 가능하다. 보수기간 동안 50%의 지속적인 발전이 가능한 만큼, 구조적·전기적으로 매우 안정화 돼 있다.

특히 너셀을 통째로 끌어내려 부품을 교체하는 기존 방식과 달리 너셀 내에서 간단한 작업만으로 베어링을 교체할 수 있도록 설계해 유지보수 비용과 시간을 크게 절약했다. 이외에도 냉각수가 흐르는 냉각관을 이중으로 설계, 누수로 인한 발전기 교환 및 가동 중단 우려를 봉쇄했다.

효성은 또 국내 대학, 유관기관 및 부품 제작 업체와의 협업을 통해 순수 국내 기술로 PMSG 개발을 완료했다. 효성은 PMSG에 대해 독일의 풍력발전 인증기관인 데비오씨씨(DEWI-OCC)로부터 성능과 신뢰성을 인정받기도 했다.

효성은 이 기술을 활용해 앞으로 서남해 2.5GW 해상풍력발전소 건립 프로젝트 참여 등 해상풍력 시장에 적극 진입할 방침이다.

한편, 효성은 풍력터빈의 핵심부품인 증속기, 전력변환기, 변압기, 차단기 등을 직접 생산할 수 있는 설비를 갖추고 있다.