기능
케이블을 통해 풍력 터빈에서 송전 네트워크로 전력을 전달한다.
비용*
1GW 부유식 해상 풍력발전단지의 경우, 약 6억 달러(USD)이다.
공급업체
아시아 시장을 위한 영국 공급업체:
JDR Cable Systems
일본 공급업체:
Furukawa Electric Co., Sumitomo Electric Industries
한국 공급업체:
LS전선, 대한전선
주요 정보
해상 풍력발전단지에서는 내부망으로 풍력 터빈에서 해상 변전소로 전력을 공급하고, 외부망으로 해상 변전소에서 육상 변전소로 전력을 공급한다. 내부망과 외부망의 해상 구간에 해저 케이블을 사용한다. 육상 케이블은 해안과 육상 변전소 사이의 외부망 구간에 사용된다.
해상 풍력에 사용되는 표준 해저 케이블은 밀봉층, 절연재, 필러, 보호 외장재로 둘러싸인 연선 형태의 도체로 구성된다. 해저 AC 케이블은 3상3심이다. 육상 AC 케이블은 단일심이며 3개씩 묶어서 배치된다. DC 케이블(육상 및 해저)은 단일심(각 회로당 2개로 1개는 양극, 1개는 음극)이다.
주요 전력심 설계 유형은 세 가지이다.
- 절연체 위에 압출 납 시스를 사용한 건식
- 불투과성 금속 차폐층 위에 폴리에틸렌 시스를 사용한 반습식
- 불투과성 금속 차폐층 위에 시스가 없는 습식
습식 설계는 가볍고 유연하다는 장점이 있다. 현재 66 kV를 초과하는 전압의 케이블은 건식 설계로만 가능하다.
전압 정격 관련 용어는 업계에서 공식적으로 정립되지 않았다. 저전압(LV)은 일반적으로 최대 11kV의 정격 케이블을, 중전압(MV)은 일반적으로 66kV까지의 정격 케이블을, 고전압(HV)은 일반적으로 최대 220kV의 정격 케이블을, 초고전압(EHV)은 일반적으로 220kV보다 높은 정격 케이블을 가리킨다.
HV 및 EHV 케이블은 보통 송전 네트워크 및 외부망과 관련성이 있고, MV는 내부망과 관련이 있다. 풍력 터빈은 LV에서 전력을 생산하고 타워 베이스에 있는 변압기를 통해 MV로 승압한다.
케이블에는 최소 굽힘 반경이 정해져 있다. 운반, 설치, 조작 중에 이 상태를 유지하지 않으면 케이블이 손상되어 케이블 고장이 발생할 위험이 크게 증가한다.
부유식 해상 풍력발전단지에서는 동적 케이블을 광범위하게 사용한다. 수주(water column)에 노출되고 부유식 하부 구조물의 움직임을 견디도록 설계되어 정적 케이블보다 받는 피로 하중이 더 크다. 정적 케이블과 비교한 동적 케이블의 특징은 다음과 같다.
- 납 이외의 재료를 사용하여 절연체 위에 시스 처리
- 추가 외장재 장착
- 폴리프로필렌 원사 대신 폴리에틸렌 외피 시스 처리
케이블 공급업체는 부유식 해상 풍력 부문 발전을 위해 동적 케이블 설계에 상당한 투자를 해왔다.