2) 기업 현황

2015년 세계 풍력터빈 제조사 1위는 중국의 GOLDWIND이다. <그림 3-2-3-35>에서 보는 바와 같이 GOLDWIND의 2015년 매출은 5.4조 원이며 2014년 3.2조 원 대비 69.8% 성장하였다. GOLDWIND의 주력기종은 2014년까지는 1.5MW 풍력터빈이었으나 2015년 2.0 및 2.5MW의 성장세가 두드러졌다. 1.5MW 기종의 점유율은 2014년 매출의 84.7%를 차지하였으나 2015년 59.0%까지 하락하였으며, 2.5MW 기종의 점유율은 2014년 매출의 15.1%에서 2015년 22.9%까지 상승하였다. 2.0MW 기종은 2015년 신규모델로 2015년 매출의 17.5%를 차지하였다.

GOLDWIND에 블레이드를 공급하고 있는 주력업체는 중국의 Sinomatech Wind Power Blade이다. Sinomatech Wind Power Blade는 7개의 공장과 연간 120,000대(7.45GW)의 생산능력을 보유하고 있으며, 2015년 6.85GW 규모의 블레이드를 생산하였다. 1.0MW, 1.5MW, 2.0MW, 2.5MW, 3.0MW, 7.0MW의 6가지 블레이드 제품군, 50개의 블레이드 기종을 보유하고 있다. 2013년 이후 중국시장의 성장과 함께 Sinomatech Wind Power Blade의 매출도 급격히 증가하고 있으며, 2015년 매출은 7,100억 원으로 2014년 4,400억 원 대비 61.0% 성장하였다.

현재 기업들이 개발 중인 초대형 블레이드 현황은 <표 3-2-3-6>과 같다. 세계 1위의 블레이드 제조사인 덴마크 LM은 73.5m 블레이드 개발을 완료하였다. 중국의 Sinomatech Wind Power Blade와 LZ Blade는 5~6MW급 블레이드 개발을 완료하였으며, United Power, Sinovel, GOLDWIND는 10MW급 블레이드를 설계하고 있다. 이러한 초대형 블레이드의 경우 블레이드와 타워의 충돌을 피하기 위한 프리벤딩(prebending)이 최대 4.5m나 되어 기존 시험설비들을 이용하여 시험하기에 어려움이 있다. 극한하중 또한 최대 87MNm로 국내 시험센터의 최대 시험하중인 50MNm를 상회하고 있다.

■ 미래의 연구방향

블레이드 시험기술은 국제표준인 IEC 61400-23이 존재함에도 불구하고 아직 기술 수준이 초기 단계에 머무르고 있다. 특히 블레이드 피로시험의 하중구현 및 측정에서 블레이드 구조의 복잡성을 반영한 비대칭 굽힘 이론(nonsymmetrical bending theory)을 적용하지 못하고 단순화된 대칭 굽힘 이론(symmetrical bending theory)을 적용하고 있어 정확한 피로하중 값을 측정하지 못하고 있다. 또한, 국제표준에서 요구하는 수준의 블레이드 피로시험 테스트 셋업을 도출하기 위해서는 기존의 접근방법인 모드해석(modal analysis)을 뛰어넘는 새로운 접근방법이 개발되어야만 한다.

■ 정책 제언

국내에서 시험기술은 기술의 중요성을 제대로 인정받지 못하고 있다. 소재에서 출발하여 설계, 제조를 거친 제품의 개선 여부는 시험을 통해 판단되기 때문에 시험평가 결과의 피드백(feedback)은 기술혁신을 위한 매우 중요한 도구이다. 정확한 시험 및 이를 통한 많은 시험결과의 축적은 소재부터 설계, 제조까지 많은 분야에 걸쳐 다음 세대로의 기술혁신을 이끌어 낼 수 있다. 미래는 기술주도의 사회로 대한민국이 주도권을 잡기 위해서는 시험기술 및 분석기술의 개발에 더욱 많은 연구비를 투자하고 여기에서 나온 결과물을 국제표준까지 연결해 미래 기술을 주도할 수 있는 여건을 만들어주어야만 한다.

▲ <표 3-2-3-3>유니슨의 풍력터빈 제품.

▲ <그림 3-2-3-32>세계 풍력시장에서 풍력터빈의 연간 신규 설치용량 변화.

▲ <그림 3-2-3-33>2015년 세계 풍력시장 현황.

▲ <그림 3-2-3-34>2015년 세계 1위 시장인 중국시장 현황.

▲ <표 3-2-3-6>기업들이 개발 중인 초대형 블레이드 현황.