경량 리프팅 슬링으로 전환하여 풍력 발전 단지 공기 단축

작업 속도, 안전성 및 운영 비용 절감 효과

해상 풍력 발전 단지는 유럽에서 호황을 누리고 있습니다. 설치와 운영 비용이 빠르게 감소하고 있으며 터빈도 더 큰 규모로 개발되어 발전량도 증가하고 있습니다. 단점은 클수록 무겁다는 것입니다. 리프팅 및 설치 기술이 발전해야 비용을 절감할 수 있습니다. Dyneema® SK78로 제작한 Gleistein 슬링으로 환적 시간을 3.5일 단축할 수 있었습니다.

터빈이 무거울수록 슬링의 강도가 높아야 합니다

최근에는 합성 섬유 소재의 슬링이 해상 및 풍력 발전소 설치의 표준이 되었습니다. 한때 주류였던 스틸 소재 와이어 리프팅 슬링은 무겁고 다루기 어려울 뿐만 아니라, 위험 요소가 잠재되어 있고 고가의 화물을 손상할 수도 있습니다.

폴리에스터 슬링은 이론적으로는 터빈을 들어 올릴 수 있지만 실제로는 너무 두꺼워서 다룰 수 없습니다

스틸 와이어 리프팅 슬링의 유효한 대안은 폴리에스터 슬링입니다. 폴리에스터 슬링은 더 가볍지만, 하중이 증가하면 단점이 드러납니다. 최신 해상 풍력 터빈은 슬링이 너무 두꺼워져서 다룰 수 없을 정도로 폴리에스터 슬링을 실제 한계까지 밀어붙이고 있습니다.

Walney Extension 프로젝트

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Dyneema®, 폴리에스터로는 불가능한 영역 진출

차세대 대형 풍력 설비는 Dyneema®에 문제가 되지 않습니다. Dyneema® SK78로 제작한 슬링은 폴리에스터보다 훨씬 강하면서도 무게는 1/5에 불과합니다. 또한, 유지보수, 검사 및 수리가 쉬워 가동 시간은 늘고 비용이 절감됩니다. Dyneema® SK78로 제작한 리프팅 슬링의 재인증이 가능하고 다양한 프로젝트에 사용할 수 있으므로 리프트당 비용이 절감됩니다. 부드러움과 유연성도 중요한 장점으로, 승무원, 화물 및 구조물에 대해 더 안전합니다. 또한 토크가 없고 스틸 와이어 로프와 유사한 연신율을 보이므로 크레인 작업자가 완벽하게 제어할 수 있습니다. 마지막으로, 물에 뜨는 재질이자 화학물질과 소금에 강합니다. 

세계 최대의 해상 풍력 발전 단지

영국 앞바다 아일랜드해에 있는 Walney Extension은 풍력 발전 단지 산업의 현재를 보여주는 좋은 예입니다. Dong Energy가 건설하고, 소유 및 운영하는 이 단지는 정격 8MW(실제로는 8.25MW) 이상의 터빈을 사용하는 최초의 풍력 발전 단지로, 산업 발전의 속도가 얼마나 빠른지 실감할 수 있습니다.

Walney 1과 2로 알려진 최초의 풍력 발전 단지의 역사는 2011년과 2012년으로 거슬러 올라갑니다. 당시에는 세계에서 가장 큰 해상 풍력 발전 단지였습니다. 102개의 터빈은 각각 3.6MW로 총 전력은 최대 367 MW입니다. 그에 비해 Walney Extension은 터빈 수가 87개로 더 적지만, 정격 7MW와 8MW라서 Walney Extension은 46만 가구 이상이 충분히 사용할 수 있는 660MW의 전력을 생산할 수 있습니다. 가동되면 세계 최대 타이틀을 되찾을 것입니다.

Walney Extension의 헤비 리프팅

Walney Extension은 두 가지 유형의 터빈을 사용합니다. Walney Extension의 87개 터빈 중 40개는 더 큰 MHI Vestas V164-8.0입니다(나머지는 Siemens). 블레이드는 80m, 소해면적은 21,124㎡으로 각각 해저에서 220m 높이에 있습니다. 모노파일의 무게는 각각 최대 970t이며 직경은 8m가 넘습니다. 다행히 리프팅 기술이 페이스를 유지하고 있습니다.

폴리에스터 슬링의 문제점

건설 프로젝트에는 항상 복수의 파트너가 참여합니다. Walney Extension의 경우 소유주 및 운영 주체는 Dong Energy이고, 해양 전문가 Van Oord가 해저 기반 시설과 모노파일 설치 계약을 수주했습니다. 독일에서 모노파일 87개를 운송하기 위해 SAL Heavy Lift를 선택했습니다. 

SAL에서 처음에는 폴리에스터 슬링을 고려했지만, 너무 무겁고 조작이 너무 느릴 뿐만 아니라, 너무 굵다고 판단하여 폴리에스터 슬링을 Gleistein DynaOne® 슬링으로 교체하기로했습니다. 이 슬링은 훨씬 더 가볍고, 직경도 더 작아서(120mm) SAL이 두 개의 모노파일을 나란히 놓을 수 있습니다. 폴리에스터 슬링의 경우 직경이 더 커서 모노파일과 선박의 보드 벽 사이에 공간이 너무 적기 때문에 두 개를 나란히 놓을 수 없었습니다.

“우리는 Gleistein 슬링에 매우 만족했습니다. 뛰어난 품질과 성능을 갖추고 있죠.”

Sebastian Wenzel, SAL Heavy Lift 프로젝트 엔지니어

Dyneema®로 제작한 Gleistein DynaOne® 슬링을 사용하여 시간과 비용 절약

기대를 저버리지 않았습니다. SAL은 Dyneema®로 제작한 Gleistein 슬링을 사용하여 각 모노파일의 적재 및 하역 시간을 60분 단축시켰으며, 이는 전체 프로젝트에서 3.5일에 해당하는 시간입니다.  87개의 모노파일을 운송하면서 적재 및 하역은 빨라지고 운송 비용이 절감되어 슬링 관련 비용은 신속하게 상각되었습니다. 그 외에도 경량 슬링의 취급 방식에 대한 직원들의 만족도도 높아서 이 또한 기대 이상의 결과를 낳았습니다.

SAL Heavy Lift 프로젝트 엔지니어 Sebastian Wenzel은 “우리는 Gleistein 슬링에 매우 만족했습니다.”라면서 “슬링의 품질과 기능은 우리 프로젝트의 핵심이 되었습니다. 자신 있게 추천할 수 있는 뛰어난 품질과 성능을 갖추고 있죠”라고 말했습니다!
 

중량 작업용 경량 리프팅 슬링

Walney Extension의 경우 SAL은 Gleistein DynaOne® 슬링을 사용했습니다. 이 슬링은 Dyneema® SK78 섬유로 제작한 Gleistein DynaOne® 로프로 만들어집니다. 슬링은 각각 최대 325t을 들어 올릴 수 있습니다. SAL용 구성의 Gleistein 슬링은 동일한 강도의 폴리에스터 슬링 무게의 1/5에 불과하면서 작업 부하에서는 1% 미만의 신장률을 보여줍니다. 전체적으로 리프팅 구성은 1,300t(안전 계수 3.72)을 들어 올릴 수 있어서 각 모노파일의 무게 970t을 거뜬히 초과합니다. 부드럽게 작동한다는 점도 중요한 장점입니다. 들어 올리는 모든 화물의 손상 가능성을 줄이고, 로프 위의 교체 가능한 보호 슬리브(이 또한 Dyneema®로 제작)는 슬링의 수명을 연장하고 로프 검사 속도를 높여줍니다.

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