해양 에너지 거인을 고정시킨 비결: 어떻게 세계에서 가장 큰 풍력 발전소를 건설했나
수천 톤의 화물. 촉박한 작업 일정. 안전에 대한 타협 없음.
전 세계적으로 에너지 소비가 늘어나고 있으며 풍력 에너지와 같은 재생 에너지원은 이러한 수요를 맞춰야 하는 큰 압력을 받고 있습니다.
긴급성이 증가함에 따라 재생 에너지 프로젝트에 대한 기대도 높아집니다. 오늘날의 풍력발전단지는 예전보다 더 크고 효율적이어야 합니다. 운영사에게 있어 이는 설치를 확장하는 기한이 더욱 촉박하다는 의미입니다.
미래를 위한 전력 확보
대만 해안에서 8km 떨어진 Yunlin 해상 풍력발전단지는 이러한 메가 프로젝트 중 하나입니다. 640MW 개발은 80개의 8MW 모노파일로 건설되며, 무게는 각각 최대 2,400톤입니다. 이는 세계에서 가장 거대한 풍력 인프라 프로젝트 중 하나입니다.
하지만 기본적인 모노파일이 대만에 도착하기 전에, 이 바다의 거인들은 독일 북부의 Steelwind Nordenham 생산 현장에서 9,000km 이상 떨어진 곳에서 출발하는 위험 가득한 여정을 시작해야 합니다.
바다의 거인 수송작전
Steelwind는 2019년 7월부터 풍력 터빈 모노파일을 제조하기 시작하여 고강도 강판으로 40개의 완전한 모노파일과 120개의 모노파일 세그먼트를 만들었습니다. 제작이 완료된 후에는 모노파일을 화물선에 실어 해상으로 운반해야 했습니다. 대형화물 선적 및 해상 운송 계약사인 Jumbo Maritime은 이들을 최종 설치 지점으로 운송하는 임무를 맡았습니다.
엔지니어, 승무원 및 도크 로더는 공장에서 설치 지점까지 모노파일을 운송하는 모든 순간이 화물을 손상시키는 일부터 촉박한 작업 일정을 맞추지 못하는 일에 이르기까지 프로젝트와 승무원의 안전에 잠재적인 위협이 될 수 있음을 알고 있습니다. 따라서 프로젝트를 원활하고 안전하게 진행하기 위해서는 신뢰할 수 있는 장비를 사용하는 것이 아주 중요합니다.
정밀 엔지니어링을 통해 화물을 부두에서 선박까지 크레인을 사용하여 이동시키면, 항구 승무원은 이제 이 90m 높이, 11m 직경의 실린더를 거친 바다, 극한의 온도 그리고 비와 파도를 마주하게 될 머나먼 여정을 위해 안전하고 신뢰할 수 있는 방식으로 고정해야 합니다.
"대규모 프로젝트에는 대형 장비가 필요하고, 대형 장비는 많은 준비가 필요하며, 준비하는 데 많은 시간이 걸립니다"라고 Jumbo Maritime의 선임 항구 선장인 Peter Mathot가 말합니다. "하지만 계약으로 인해 화물을 손상 없이 안전하게 선적해야 하는 시간은 제한되어 있습니다."
산업을 위한 새로운 성능 표준
이렇게 거대한 작업의 경우, 최고의 장비가 필요하다는 것을 Jumbo Maritime은 알고 있었으며 그것이 운송 중인 화물 안전 관련 제품을 생산 및 공급하는 Dolezych를 선택한 이유입니다.
Dolezych의 화물 안전 제품 영업 이사인 Walter Eckstein은 다음과 같이 말합니다. “Dolezych와 Jumbo 간의 파트너십은 기존에 사용하던 래싱 시스템을 더 가볍고 다루기 쉽게 만들어 개선해달라는 Jumbo의 까다로운 요청으로 시작되었습니다. 또한 시스템을 일상 작업에 더 유연하게 사용하기를 원했습니다."
그 결과 강도는 강철과 동일하면서도 더 부드러우며 취급이 쉽게 인체공학적으로 개선되고 더 유연하게 작업할 수 있는 경량 합성 체인인 Dyneema®로 제작한 DoNova PowerLash 체인이 탄생했습니다.
"DoNova® 체인에 있어 Dyneema® fiber가 중요한 성분인 이유는 이것이 놀라운 가벼움 및 부드러움과 강도 및 내구성을 결합한 현존 유일의 합성 섬유이기 때문입니다." Walter Eckstein, 화물 안전 제품 영업 이사, Dolezych
“기존의 강철 체인과 비교하면 제품은 최대 85% 더 가볍습니다. 아주 가벼워 물에 뜰 수 있으면서도 거의 늘어나지 않습니다. 이러한 특성이 이 소재가 강철 체인에 대한 매우 매력적인 대안인 이유입니다.”
Walter는 DoNova®의 가벼움, 내구성 및 인체공학적인 개선사항에 대해서도 언급합니다.
PowerLash 체인을 사용하면 작업 비용을 절감할 수도 있습니다. "비용 절감은 '사용 중' 단계에서 이루어집니다"라고 그는 말합니다. “체인은 더 빠르게 작업할 수 있도록 더 인체공학적이며 강철과 다른 워크로드를 가지고 있어 취급하기에 더 가볍고 운송되는 부하가 낮아 전체 탄소 배출량과 자원 소비를 줄일 수 있습니다."또한 Dyneema®를 사용한 DoNova® PowerLash 체인은 커져가는 시장의 증가하는 수요에 대한 해답입니다"라고 Walter는 말합니다. "개발 과정에서 우리는 기존 시스템과 Dyneema® fiber를 결합하여 업계를 놀라게 하는 새로운 솔루션을 제시했습니다."
더 가볍지만 더 강하다
Dyneema®로 제작한 합성 체인은 강철만큼 강하지만 85% 더 가볍고 래싱 속도는 두 배 빠릅니다. 또한, 경량 체인이기 때문에 모노파일을 고정하는 승무원은 화물을 손상시키거나 특수 장비를 사용하지 않고도 모노파일 주변의 정확한 위치로 장비를 신속하게 운반하고 조작할 수 있습니다.
이는 승무원의 건강과 안전뿐만이 아닌 승무원 수와 작업 시간을 줄임으로써 효율성을 향상시킵니다. 이러한 대규모 래싱 작업의 경우, 엄청난 수의 작업자와 작업 시간이 필요할 수 있습니다.
"우리에게 있어, 안전은 선상에서 가장 중요한 것이며 Dyneema®는 우리가 항상 개선하려고 하는 안전 문화의 일부입니다." Peter Mathot, 선임 항구 선장, Jumbo Maritime
“Dyneema®를 사용하면 한 명이 많은 체인을 운반할 수 있습니다”라고 설명을 이어갔습니다. “더 가볍고 설치 시간이 적게 소요되며 각 래싱을 취급하는 데 필요한 승무원 수가 적습니다. 예를 들어, 한 개의 강철 래싱을 설치하려면 3~4명이 필요했습니다. Dyneema® 래싱 체인은 1~2명만 있으면 됩니다.
“이러한 모노파일과 같은 대형 화물의 경우, 항상 강철 래싱과 와이어를 사용하여 고정했습니다. 이제는 Dyneema®로 제작한 합성 체인을 사용합니다.”
안전에 대한 타협은 없음
촉박한 일정에 대한 압박과 예측할 수 없는 기상 조건 하에서 이러한 거대한 모노파일을 고정하고 운송하기 때문에 항상 작업자 안전이 위험에 처할 가능성이 존재합니다. Peter는 자신이 신뢰할 수 있는 장비를 보유하는 것이 프로젝트의 성공뿐만 아니라 승무원을 안전하게 보호하고 중요한 안전 규정을 준수하는 데 있어서도 중요하다는 것을 알고 있습니다.
"Dyneema®를 사용하면 우리의 작업이 신뢰할 수 있고 안전하다는 것을 확신할 수 있으며 그것이 강철 체인 대신 그 제품을 사용하는 이유입니다"라고 그는 말합니다. "앞으로 선상에 있는 모든 장비를 Dyneema®만큼 안전하고 신뢰할 수 있게 만들 수 있기를 바랍니다.”
지속 가능한 사고
기업들이 환경에 미치는 영향에 대한 규제에 직면하면서, Jumbo도 기업 운영의 지속 가능성을 고려해야 했습니다. Avient Protective Materials의 애플리케이션 관리자인 Judith Bosch는 지속 가능성이 Dyneema® fiber 엔지니어링의 핵심 요소인 이유와 실제로 재료를 차별화하는 요소에 대해 설명합니다.
"Dyneema® 기반 제품 선택의 주요 지속 가능성 혜택 중 하나는 내구성이 높기 때문에 서비스 수명이 길다는 것입니다"라고 그녀는 말합니다. "Dyneema® 제품은 극한의 온도와 극심한 스트레스에서 장비 수명을 연장하고 유지 보수 비용을 절감하도록 설계되었습니다."
"Dyneema® 기반 재료는 '가장 친환경적인 강도'를 가지고 있다고 하는데, 이는 모든 래싱 시스템 중에 단위 강도당 탄소 배출량이 가장 낮기 때문입니다." Judith Bosch, 애플리케이션 관리자, DSM Protective Materials
미래의 안전
모노파일을 화물선에 안전하고 확실하게 고정했으니 이제 바다를 건너 대만으로 향하는 위험한 여행을 시작할 수 있습니다. 하지만 제조업체, 승무원 및 고객사는 어떠한 날씨에 마주쳐도 화물과 승무원이 안전하다는 것을 알고 있습니다.
중량이 무겁고 더욱 복잡한 이러한 종류의 래싱 작업, 더 촉박한 처리 시간 및 장착 비용 때문에 모든 작업자는 작업 현장의 안전이나 탑재 화물의 보호에 대한 타협 없이 운송해야 한다는 압박을 받게 됩니다. Dyneema® fiber는 가장 높은 규제 기준을 충족하면서 이러한 어려움을 극복하는 데 도움이 되며, 래싱 작업이 최대한 빠르고 안전하며 원활하게 이루어지도록 합니다.
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