Update2024.05.12 (일)
상업성 우수한 풍력, 육상 넘어 해상으로
■기술의 정의 및 분류
풍력발전 기술이란 공기의 유동이 가진 운동에너지의 공기역학적 특성을 이용해 회전자를 회전시켜 기계적 에너지로 변환시키고 이 기계적 에너지로 발생되는 유도전기를 전력계통이나 수요자에게 공급하는 기술이다.
신재생에너지원에 속하는 풍력은 무공해의 천연에너지를 이용하므로 이산화탄소나 방사선폐기물 등과 같은 환경오염물질의 배출이 없는 친환경 발전시스템이다. 어느 곳에나 산재돼 있는 무한정의 바람을 이용함으로 국토를 효율적으로 이용할 수 있다. 발전단가에서도 다른 신재생에너지와 비교했을 때 경쟁력이 가장 우위에 있어 기존의 화석연료에 의한 발전방식과도 경쟁이 가능한 수준에 도달했다.
풍력발전의 기술은 크게 구분하면 풍력발전시스템기술, 단지개발기술, 운영연계기술로 분류할 수 있다. 세부적으로 풍력발전시스템기술에는 블레이드 기술·증속기 기술·발전기 기술·전력변환 기술·타워/요잉 기술 등이 있다. 단지개발기술에는 풍력자원 조사 기술과 단지설계/시공 기술이 있으며, 운영연계기술에는 감시진단/운용 기술·계통연계 기술·하이브리드 기술이 있다.
■환경변화
◇지구온난화에 따른 온실가스 배출 규제
산업혁명 이후 화석연료의 사용 급증과 함께 온실가스 배출량이 증가하면서 지구 온난화가 심화되고 있다. 지구 온난화는 가뭄·홍수·폭염 등 기상 재해와 생태계 파괴 등을 야기함으로써 인류 생존에 막대한 위험요인으로 작용하고 있다. 이에 선진국을 중심으로 지구 온난화 문제를 해결하기 위해 기후변화협약을 체결하는 등 온실가스 배출에 대한 국제 규제를 강화하고 있다.
풍력발전은 무공해인 바람을 이용하기 때문에 환경에 미치는 영향이 거의 없을 뿐만 아니라 공해물질 저감효과가 매우 뛰어나다. 1MW급 풍력발전기 1기를 1년간 운전해 2GWh의 전력을 생산한다면 약 600~1,000톤의 석탄을 대체하게 된다. 이에 따라 연간 이산화탄소 1,700톤, 아황산가스 2.6톤, 질소산화물 1.3톤, 부유분진 0.07톤 정도의 공해물질 배출 억제효과가 발생하고 이산화탄소 흡수량 기준으로 2MW급 풍력발전시스템 1기는 500만평 이상의 산림대체 효과가 있다.
◇녹색성장을 위한 새로운 성장동력산업
녹색성장 시대가 도래하면서 그린에너지 시스템, 친환경·고효율 자동차, 에너지 고효율 기기 및 제품 등 녹색제품을 제조하는 데 사용되는 친환경 부품소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 친환경 부품소재 없이는 녹색제품의 품질 및 가격경쟁력을 확보할 수 없기 때문에 친환경 부품소재의 육성이 그 어느 때보다도 중요한 상황이다.
풍력산업은 녹색에너지원 가운데 발전단가 면에서 가장 상업성이 앞서 있고 전후방 산업과의 연계, 전통산업의 응용성, 고용효과의 확대 가능성 등의 면에서 볼 때 국내외적으로 대표적인 녹색성장 동력산업으로 그 인식이 널리 확대되고 있다.
■기술의 중요성
◇새로운 수출 주력산업화 육성
세계 풍력발전설비 시장 확대와 함께 관련 소재부품의 수요가 크게 늘어날 것으로 예상됨으로 국내 업체들이 풍력발전용 부품 개발 및 육성을 통해 수출 주력산업화 할 필요가 있다. 향후 국산 풍력발전기의 국내 시장 점유율을 유지하고 해외 시장 진출을 위해서는 풍력발전시스템과 각 요소기술의 국산화·고성능화가 중요하다.
풍력산업은 자동차와 항공산업과 같은 부품간의 상호작용에 의한 시스템 산업으로서 정밀한 설계기술을 요구하고 높은 신뢰성을 확보해야 하는 고도의 기술 집약적 산업이다.
◇국내 풍력산업의 선진화
풍력발전시스템의 요소 부품은 자동차나 조선산업의 부품과 유사한 것이 많고, 풍력발전의 대형화 추세에 따라 향후 풍력산업은 높은 수준의 중공업 기술과 인프라가 요구되는 분야다.
우리나라는 현재 수출 중인 부품을 포함해 우수한 중공업 기반을 가지고 있고 세계 최고수준의 조선 플랜트 및 건설 기술을 가지고 있으므로 풍력산업에 적극적으로 투자한다면 풍력발전용 부품소재의 발전과 선진 풍력발전 기술에 대한 추격이 가능하다.
발전단가 가장 저렴 …상용화 가장 앞서
車·造船 강국 한국, 선진국 추격 유리
■풍력시스템의 개요
◇풍력발전의 원리 및 구성
풍력발전은 바람에 의해 발생하는 에너지를 전기에너지로 변환하는 에너지 변환 기술이다. 바람이 가지는 운동에너지에서 로터 블레이드가 기계적 에너지를 추출하고 이 회전력으로 발전기의 로터를 회전시켜 전력을 생산한다.
블레이드를 통과하는 바람에 의해 발생하는 양력과 항력으로부터 로터 블레이드를 회전시키는 힘이 발생하며, 이 때 바람이 가지는 운동에너지의 일부를 기계적인 에너지로 추출하게 된다. 블레이드의 회전 동력은 주축을 통해 발전기의 회전자로 전달돼 전기를 생산한다. 발전기에서 생산된 전력은 축전지에 저장해 사용하거나 전력계통에 연계해 송전한다.
증속기를 갖는 풍력터빈에서는 低회전·高토크의 로터 회전 동력이 高회전·低토크의 동력으로 증속돼 발전기에 연결된다. 低회전 로터의 주축이 직접 발전기에 연결되는 풍력터빈에서는 계통 주파수와 일치시키기 위해 전력변환장치를 사용한다.
풍력발전 시스템은 크게 나누면 기계장치부, 전기장치부 그리고 제어장치부로 구성돼 있다.
풍력발전기의 핵심부품은 로터 블레이드(Blade), 대형 베어링(Bearing), 증속기(Gearbox), 발전기(Generator), 전력변환장치, 타워(Tower) 등이다. 전력변환장치나 타워는 동적하중을 감당하는 구조물은 아니지만 대개의 핵심부품들은 대형구조물인 동시에 작동하는 회전구조물이다. 이외에 스피너(Spinner), 로터 허브(Hub), 나셀(Nacelle), 주프레임(Main Frame), 유압-냉각-윤활시스템, 브레이크, 커플링 등이 2차 부품으로 분류된다.
풍력발전기에 사용되는 부품으로서 2MW급 용량의 풍력터빈은 약 8,000여개의 개별 부품으로 구성돼 있다. 2MW급 풍력터빈의 경우, 블레이드의 무게는 개당 6톤 이상, 길이는 40m 내외다. 타워는 하부 직경이 4m, 높이는 80∼90m, 무게는 200톤에 이른다. 허브·주축·증속기·발전기 등을 담고 있는 나셀의 무게는 70톤 정도다.
◇풍력발전기의 분류
풍력발전기를 분류하는 방법은 일반적으로 형상과 기능에 따라 분류한다.
○회전축에 의한 분류
풍력발전기를 회전축 방향에 따라 분류하면 수평축과 수직축으로 구분한다. 바람이 불어오는 방향에 대해 로터의 회전축 방향이 평행하게 설치되면 수평축 풍력발전기(Horizontal Axis Wind Turbines)이다. 덴마크식 풍력발전기의 개념에서 정립된 프로펠러형 수평축 풍력발전기가 가장 대표적이다. 출력이 가장 안정적이고 효율이 높기 때문에 현재의 대용량 풍력발전기에서 채택하고 있는 형태이다.
바람이 불어오는 방향에 대하여 로터의 회전축 방향이 수직하게 설치되면 수직축 풍력발전기(Vertical Axis Wind Turbines)이다. 수직축 풍력발전기는 바람이 부는 방향에 관계없이 운전이 가능하며 다양한 형태가 고안돼 개발됐다. 가장 대표적인 수직축은 자이로밀(Gyromill), 사보니우스(Savonius), 다리우스(Darrieus) 풍력발전기다.
○운전방식에 의한 분류
로터 블레이드의 회전수에 따른 분류로서 정속운전(Fixed Rotor Speed)과 가변속운전(Variable Rotor Speed) 방식으로 구분된다. 정속운전 방식은 풍속에 관계없이 로터의 회전속도가 일정하다. 정속운전 방식은 특정 풍속에서 최대의 효율을 낼 수 있기 때문에 실속제어와 함께 초기의 풍력발전기에 많이 사용됐다.
가변속운전 방식은 풍속의 변화에 대해 로터의 회전속도를 연속적으로 받아들인다. 가변속운전은 정속운전보다 출력을 많이 얻을 수 있고 보다 우수한 전력품질을 얻을 수 있기 때문에 현재 개발되고 있는 대부분의 풍력발전기에 채택되고 있다.
○출력제어방식에 의한 분류
풍력발전기의 발전량을 조절하는 출력제어 방식은 크게 실속제어(Stall Control)와 피치제어(Pitch Control)로 구분된다. 실속제어 방식은 실속현상을 이용해 일정 풍속이상에서 블레이드에 작용하는 양력을 감소시킴으로써 로터의 회전속도를 제어하는 방식이다. 블레이드의 피치각은 일정하게 고정돼 있으며, 풍속이 빨라지면 블레이드의 받음각이 증가해 실속이 자연적으로 발생해 양력을 감소시키게 된다.
피치제어 방식은 블레이드의 피치각을 조절해 출력을 제어한다. 실속제어와 반대로 정격풍속이상에서 받음각을 감소시키는 방향으로 피치각을 조절해 블레이드에 작용하는 양력을 감소시켜 출력을 제어한다.
○드라이브트레인 구성방식에 의한 분류
로터에 연결된 주축의 저속 회전을 발전기의 구동에 적합한 회전속도로 증속시키는 역할을 하는 장치가 증속기(Gearbox)이다. 증속기가 있는 간접구동형(Geared Type)은 低회전·高토크의 로터 입력동력을 高회전·低토크의 출력동력으로 변환해 발전기에 전달한다. 견고하면서 가격이 저렴한 유도발전기를 사용하기 때문에 과거부터 현재까지 가장 많이 사용하고 있는 방식이다.
증속기가 없는 직접구동형(Gearless Type)은 低속 高토크의 로터가 증속기 없이 발전기에 직접 연결된다. 대부분 가변속운전 방식의 동기발전기를 사용하며 기술의 개발이 현재 진행되고 있고 소수의 일부 제작사에서만 개발하기 때문에 아직 점유율은 높지 않다.
○발전기 종류에 의한 분류
유도발전기는 증속기를 통해 증속된 회전토크로 발전기를 회전시켜 전력계통에 연결하는 방식이다. 전력변환장치나 복잡한 제어장치가 필요하지 않으나 풍속의 변화에 대해 출력의 변동이 심하고 효율이 낮다. 현재 가장 일반화된 이중여자 유도발전기(DFIG: Doubly-Fed Induction Generator)는 슬립 효과를 이용해 강풍에서 균일한 품질의 출력을 얻을 수 있고 어떠한 역률 조건에서도 운전이 가능하며 유효전력과 무효전력을 분리해 제어가 가능하다.
동기발전기는 증속기 없이 전력변환장치와 결합돼 사용된다. 직류전원으로 자계를 만들고 전기자 권선을 일정한 속도로 회전하면 교류 기전력이 발생하는데 이를 외부회로로 연결한 것이 동기발전기다. 동기발전기는 전력변환장치로 발전기 토크를 제어하며, 생산된 전력은 계통 주파수와 다르기 때문에 전력 계통에 연계하기 위해서는 교류→직류→교류의 전력변환이 필요하다.
■풍력시스템의 성장성
지난 5년간(2004년~2009년) 세계 풍력시장은 연간 누적 설치용량 기준으로 평균 36.1%의 높은 성장률을 보이고 있다. 2009년 한해의 풍력시장 규모는 약 510억달러 정도며, 2014년에는 시장 규모가 1,240억달러까지 성장할 것으로 전망된다.
신규 설치용량에서도 2008년과 2009년에 각각 42.4%와 35.2%의 높은 성장률을 기록하고 있으며 서방 세계의 경제 위기에도 불구하고 풍력산업의 시장은 더욱 더 성장할 것으로 예상되고 있다.
풍력산업은 국제유가가 앞으로도 높은 수준에서 유지될 전망이어서 매력도가 더욱 높아질 것으로 보인다. 특히 풍력발전의 낮은 전기 생산단가는 풍력발전의 매력도를 높이는 주요인으로 작용하고 있다.
향후 바람 조건이 육상보다 좋은 해상풍력 등과 같은 기술이 상용화되면 석탄 발전과도 경쟁이 가능한 수준으로 전력 생산단가가 떨어질 것으로 전망되고 있다. 발전용량의 대형화 및 발전 고효율로 발전단가가 낮아지고 소음·부지확보 문제 등의 한계를 극복할 수 있는 해상풍력발전단지의 조성이 확대되면 풍력발전 시장은 더욱 빠른 속도로 확대될 전망이다.
국내의 풍력산업은 글로벌 녹색정책으로 꾸준한 성장세를 유지하고 있고, 조선산업과 더불어 국내 자유단조업계의 발전을 견인하고 있다. 그리고 기존 풍력 제조업체 외에 국내 대형 조선업체들도 풍력발전기 시장진출을 모색하고 있어 풍력산업의 비중은 더욱 확대될 것으로 전망된다.
■풍력시스템에서 소재의 역할과 위상
풍력터빈을 구성하는 소재는 일반적인 기계시스템과 같이 금속재료와 비금속재료로 이뤄져 있다. 비금속재료로서 크기와 무게면에서 풍력터빈을 구성하는 특징적인 재료가 복합재료이다. 특히 풍력터빈용 블레이드·노즈콘·나셀케이스 등은 초대형화·경량화·고신뢰성을 만족하는 특성을 지녀야 한다. 대형 부품의 개발을 위해서는 풍력터빈이 처하는 환경에서 오는 다양한 정적·동적인 하중에 대응하는 최적화 설계 기법, 맞춤형 소재 기술 및 내구성 시험기술 등이 중요하다.
풍력터빈용 금속소재는 450만톤의 타워용 강재와 45만톤 정도의 베어링강재가 매년 요구되고 있고, 소요 강재량 중에서 극지 해상의 대형 시스템에서는 고강도·저온인성·내피로·내식성이 우수한 강재가 필요하기에 이르렀다. 또한 전통적 금속소재로서 풍력터빈 가격의 20%이상을 차지하는 타워소재는 지반 위 풍력터빈의 무게 중 60%정도를 차지하기 때문에 고도로 정련된 경량·고강도 소재가 사용되고 있다.
세계 풍력발전 시장의 확대와 함께 관련 부품소재의 수요가 크게 늘어날 것으로 예상되므로 우리 업체들이 풍력발전용 부품소재 개발 및 육성을 통해 수출 주력 산업화할 필요가 있다.
이원계 소재 간 융합 통한 신소재 개발 중요
부품별 소재 특성 강화 통한 기능 개선 필요
■풍력 소재 분야별 기술개발동향
풍력발전용 금속부품의 경우 허브·주프레임 등과 같이 고중량의 부품은 주조로 생산하고 있으며, 반복적인 피로하중을 받거나 과도한 하중을 받는 부분에는 대부분 단조품이 사용된다.
◇주철 소재
풍력터빈의 허브는 로터 블레이드에 작용되는 힘을 회전력으로 변환시키는 부품으로서 허브에 가해지는 굽힘모멘트로 인해서 용접법이 아닌 주조법으로 제조하게 된다. 일반적으로 허브를 비롯한 프레임류 소재는 구상흑연주철(Ductile Iron, EN-GJS-400-18-LT, EN 1563)이 주로 사용된다. 주프레임도 구상흑연주철이나 Steel S235JR 혹은 S355JRJ2G3 소재로 주조된다.
◇구조용 강 소재
○주축(Main Shaft)
블레이드의 회전 운동에너지를 증속기에 전달하는 로터 주축의 재료로는 주로 34CrNiMo6강(대비규격 : AISI 4337, 4340)이 사용되고, 스페인의 GAMESA사에서 일부 42CrMo4 또는 36CrNiMo6 등의 소재가 사용된다. 또한 항복강도가 600N/㎟, 최대인장강도가 800N/㎟ 이상, V-notch Charpy 충격치가 35J 이상인 30CrNiMo8 소재도 사용된다. 일반적으로 자유형 단조공정으로 제조후 조질처리(Quenching and Tempering)에 의해 열처리가 수행된다.
○타워(Tower) 및 타워 플랜지(Tower Flange)
타워의 강철재료는 보통 DIN규격의 S355를 많이 사용하며 항복강도는 약 355N/㎟이다. 600kW급 중형 풍력발전기의 경우 로터직경이 44m인데 타워 높이가 50m이며 약 40톤의 중량을 가지고, 72m의 로터직경을 가지는 2MW급의 경우 80톤 무게와 60m 높이의 타워가 필요하다.
타워 플랜지는 타워의 연결에 필요한 구성품으로서 6~7개의 플랜지가 한 세트를 이룬다. 타워 플랜지는 S35NL(대응소재: A350 LF2N, A694 F42, F490G, ST52.3)과 같은 저합금강이 주로 사용된다. 이 저합금강은 소재특성으로 용접성이 좋고, 일반강에 비해 강도 및 충격치가 우수하며, Al 첨가를 통해 조직 미세화를 얻어낸 강종이다.
○피치 및 요 베어링(Pitch and Yaw Bearing)
풍력터빈용 피치 베어링은 날개의 경사각(Pitch) 조절로 출력을 능동적으로 제어하며, 변화하는 풍력에 대응해 최적의 출력을 나타내야 하기 때문에 정밀 성형공정 및 가공기술이 필수적으로 요구된다. 피치 베어링의 소재는 42CrMo4(대응규격: SCM440) 등의 기계구조용 합금강이 주로 사용된다.
요 베어링은 고정된 타워와 회전하는 나셀을 연결하고 지지하는 기어타입의 핵심부품이다. 단순 링부품과 달리 요 베어링은 오차설계·성형 정밀도·조직 균일성 등의 제품 요구특성이 까다롭고, 정밀 기어가공기술은 물론 고주파 열처리 등에 의한 표면 경화기술을 요구하고 있다. 요 베어링 소재는 피치베어링소재와 같은 42CrMo4(대응규격: SCM440) 등의 기계구조용 합금강이 주로 사용된다. 최근 요 베어링소재의 충격치를 향상시키기 위해 V를 첨가한 강종을 활용하고 있는 추세에 있다.
◇복합 소재
○수지(Resin)
풍력터빈 복합재 블레이드의 기지(Matrix) 재료는 주로 불포화계 수지인 불포화 폴리에스터(Unsaturated Polyester) 및 비닐에스터(Vinylester)와 에폭시(Epoxy)가 사용된다. 과거에는 블레이드의 무게를 최대한 낮추면서 제작비를 고려해 불포화계 수지가 사용됐으나 풍력 블레이드가 경량·저수축·우수한 노화특성·고강도가 요구되면서 에폭시 수지의 복합재료로 전환되는 추세이다.
최근에 생산되는 풍력 블레이드는 대부분 수지주입공정으로 제조되고 있으며 블레이드가 대형화됨에 따라 다양한 특성 조절이 가능한 수지 시스템이 사용되고 있다. 대형 블레이드에서는 수지주입공정 시 유동 거리가 대폭 늘어나기 때문에 공정에 적합한 최적 점도의 수지가 요구된다. 그리고 블레이드가 대형화 돼 경화 시 높은 온도 조건을 구현하기 어렵기 때문에 낮은 온도에서 경화할 수 있어야 한다.
○섬유(Fiber)
보강 섬유는 복합재료에서 구조적 성능을 결정하는 가장 중요한 요소이며 일반적으로 복합재료 부피 중 50% 이상의 부분을 차지하며 외부 하중을 직접 받는다. 복합재 풍력 블레이드에서 적용되는 보강 섬유는 보통 유리 섬유와 탄소 섬유가 주로 사용된다.
과거 풍력 블레이드는 비용 관점에서 경쟁력이 있는 유리 섬유를 보강재로 사용했으나 초대형 풍력 블레이드의 대부분은 탄소 섬유 스파를 결합하거나 탄소 섬유/유리 섬유 하이브리드 형태가 사용되고 있다. 탄소 섬유/유리 섬유 하이브리드를 적용한 경우, 동일한 부피 분율에서 유리 섬유와 비교해 신율은 50% 정도 감소하나 강성이 2.5배 이상 향상될 수 있다.
보강 섬유는 섬유 길이 방향으로의 기계적 특성을 최대한 활용하고 제조 시에 수지의 침투를 용이하게 해 생산성을 높일 수 있도록 다축 비굴곡 직물(Multi-axis Non Crimped Fabric)의 형태로 사용한다. 적층방향은 설계에 따라 활용할 수 있도록 미리 각도를 두고 Stitching에 의해 길이 방향의 섬유를 느슨하게 잡아주는 형태로 가공해 사용한다.
◇자성 소재
영구자석은 전기-기계에너지 사이의 에너지변환을 가능하게 하는 핵심소재다. 자성소재 측면에서 모터 및 발전기의 경량화·소형화·에너지 효율 향상을 위해 우수한 경자기 성능을 갖는 희토류 영구자석을 개발하고자 하는 기술적 수요가 점차 증가하는 추세다.
풍력발전기에는 일반적으로 최대 자기에너지적(BHmax) 및 보자력(保磁力)이 각각 35∼40 MGOe 및 21∼25 kOe 성능의 희토류 영구자석이 사용되고 있다. 출발합금으로는 30∼34wt.%의 RE-Fe-B (RE = Nd, Dy, Pr) 조성이 사용되고 있으며 충분한 자기특성의 안정성을 확보하기 위해 고가의 디스프로슘(Dy, Dysprosium)을 약 3∼6wt.% 함유한 조성을 선택해야 한다.
이와 같은 출발조성을 이용해 스트립캐스팅에 의해 합금 플레이크(Flake)가 제조되고 수소처리 및 젯밀 분쇄에 의한 단결정분말의 제조, 자장 중 분말의 일방향 배향을 위한 자장성형, 성형체 치밀화를 위한 진공소결 및 표면부식방지를 위한 자석 표면코팅의 공정에 의하여 자석으로 제조된다.
■풍력 소재기술개발의 핵심 이슈
◇대형 강 구조물의 주조 및 단조 기술
풍력발전용 단조품에서 링부품 제조의 경우 과거에는 링단조 혹은 멘드렐 단조에 의해 수행돼 왔으나 현재는 대부분 링압연공정에 의해 링부품을 제조하고 있다. 링압연공정은 링단조공정에 비해 작업 속도가 빠르고 온도유지가 가능하며 수율향상 등을 꾀할 수 있다. 특히 결정립 유동선(Grain Flow Line)이 원주방향으로 끊기지 않고 연속적으로 형성되기 때문에 우수한 특성을 발현할 수 있는 장점을 가진다.
해상풍력발전 시대의 도래와 함께 대형화되는 풍력터빈에 적용할 초대형 강구조물 제작의 기술적인 문제점 해결을 위한 노력이 주조 및 단조 부품의 중요한 이슈다. 대형화 요구에 부응할 수 있는 세계적인 기술력을 지닌 기업은 3~4개 정도 밖에 없어 계속적인 기술개발 및 투자가 요구되는 분야다.
◇보강 섬유의 다축 비굴곡 직조 기술
블레이드의 대형화에 따라 복합재 블레이드에 쓰이는 보강 섬유의 소재특성을 향상시키기 위한 연구가 진행되고 있다. 대표적인 예로 풍력 블레이드용 유리섬유 개발을 통해 WindStrand(S-2 glass계)라는 제품이 출시됐다. 유리섬유의 특성을 최대한 활용하기 위한 중간 직물 구조로서 다축 비굴곡 직물이 널리 쓰이고 있다.
다축 비굴곡 직물은 대형 블레이드 제조 공정인 수지주입공정에 적합한 특성을 가지고 있다. 굴곡된 섬유가 최소화돼 있어 섬유의 직진성이 대폭 향상되고 섬유 체적률이 높아 우수한 기계적 물성 구현이 가능하다. 또한 수지주입공정에서 수지의 침투성이 우수해 블레이드의 생산성을 높일 수 있다. 이러한 구조는 기존의 직조 직물을 대체하고 있으며 대형 블레이드의 80% 이상 적용되고 있다
◇복합재료 블레이드의 성형 공정 기술
블레이드 성형 공정면에서의 연구개발 성과를 보면 풍력 블레이드의 구조는 중간에 스파와 전단 웹이 박스 빔(Box Beam)의 형태를 이루고 상하부의 셸이 외부를 감싸는 구조로 돼 있어 내부에 재료가 비워진 중공 형태로 이뤄져 있다. 이러한 블레이드를 제작하기 위해서는 상부와 하부의 셸을 별도로 제작·접합해 완성하는 제조 방법을 사용했다.
블레이드의 파손 중에서 셸의 접합 분리에 의한 파손이 큰 원인이 되고 있다. 최근에는 셸의 접합 공정이 필요 없는 일체로 제작할 수 있는 Integral Blade Vacuum Infusion 기술이 개발되는 등 기존의 한계를 극복하는 기술들이 속속 등장하고 있다.
