풍황관측을 위한 부유식 라이다, 기술력 확보와 제품 국산화로 해상풍력산업을 선도하는 ㈜비갠
풍황관측을 위한 부유식 라이다, 기술력 확보와 제품 국산화로 해상풍력산업을 선도하는 ㈜비갠
  • 문채영 기자
  • 승인 2023.06.07 18:05
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㈜비갠 박승준 대표

지구온난화에 따른 에너지 정책의 변화로 해상풍력발전 사업은 해마다 증가하고 있으며, 한전 경영연구원에 따르면 글로벌 해상풍력 시장은 2030년까지 236.5GW 설치될 전망이다. 국내의 경우도 글로벌 환경에 맞추어 지속적으로 해상풍력단지 발전이 이루어질 것으로 보인다. 특히 해상풍력발전은 많은 부분에서 기술개발을 통한 국산화가 가능한 분야로 주목받고 있다.
㈜비갠은 2013년부터 10년간 해상풍력시장에서 라이다시스템을 활용한 풍황관측서비스로 주목할 만한 성과를 내고 있다. 최근에는 4년의 연구 끝에 해상풍력 풍황관측을 위한 부유식 라이다 시스템을 국산화하는 데 성공하며 해상풍력발전 산업의 성장을 위한 도약을 준비하고 있다.

㈜비갠 박승준 대표 Ⓒ문채영 기자 / 사진 박성래 기자
㈜비갠 박승준 대표 Ⓒ문채영 기자 / 사진 박성래 기자

 

환경과 기상관측을 아우르는 ㈜비갠의 기술력, 정확한 데이터 추출을 위한 지속적인 노력
기상환경 시스템 측정 전문 기업으로 시작한 ㈜비갠은 2013년부터 영국 ZX Lidars의 국내 대리점을 시작으로 풍력시장에 입문했으며, 지난해 ZX Lidars의 한국서비스센터를 오픈해 고객들이 원활한 서비스를 받을 수 있도록 기반을 마련해왔다. 이곳의 박승준 대표는 국내 기술의 이점을 살리고, 유럽 및 미주의 기술의존도를 낮추고자 2019년부터는 부유식 라이다 시스템의 국산화를 주도해왔다. 현재 비갠은 자체 개발한 부유식 라이다 시스템을 10기 이상 해상에서 운영하여, 노르웨이의 국영 석유 및 천연가스 회사인 equinor의 국내 해상풍력사업을 성공적으로 수행하였다.


부유식 라이다 시스템은 기상탑이나 해양 플랫폼의 고정식 라이다 시스템을 대체하는 기술이다. 최근 비갠은 부유식 라이다 시스템 국산화 개발 과정에서 국내 최초로 카본트러스트 산하 OWA(Offshore Wind Accelerator)의 Stage2 기준을 충족하며 검증을 통과했다. OWA의 부유식 라이다 시스템은 상용화까지 총 3개의 스테이지로 나뉜다. ▲Stage1: baseline ▲Stage2: pre-commercial ▲Stage3: commercial 단계로 구분되며, 그중 Stage2의 부유식 라이다 시스템은 독립적으로 사용하여, 상업적인 투자가 가능한 데이터를 생산할 수 있다. Stage2 단계를 인증받은 비갠은 자사의 시스템을 통해 관측하고 데이터처리를 수행한 풍황자료가 상업적인 투자가 가능한 데이터로 인정받았다고 밝혔다.


“유럽을 중심으로 발전해 있는 산업표준을 맞추기 위해 해외의 장비 및 시스템을 단순히 차용해서 사용하는 것이 아니라, 이미 경험한 국내의 기상환경 관측기술들을 활용하고 여기에 비갠의 라이다 데이터 처리기술을 융합하여 국산화한다면, 충분히 Stage2 수준의 데이터를 생성할 수 있다는 생각이었습니다. 완성을 위한 나머지는 해상풍력산업의 사업적인 경험이 채워주었습니다. 앞으로는, 해상풍력단지 개발에 있어서 유럽에서 최근 이슈가 되고 있는 난류강도(TI: Turbulence Intensity)의 보정기술에 집중하여 한 단계 더 발전한 시스템으로 진화를 생각하고 있습니다.”


박 대표의 말에 따르면, 난류강도는 풍속의 변화 정도를 수치화한 것으로 풍력발전 터빈의 설계 및 발전량 예측분석에도 매우 큰 영향을 미치는 중요한 요소다. 부유식 라이다 시스템의 경우 파도에 의한 부유체의 움직임이 풍속값에 영향을 미친다. 10분 평균풍속값에는 거의 영향이 없으나, 평균풍속의 샘플인 1초 풍속값이 흔들리는 현상이 있어 난류강도(TI)가 높게 나오는 경향이 있으며, 이는 부유식 라이다 시스템의 약점으로 논의되어왔다. 그러나 최근 유럽에서는 라이다에서 측정한 원시자료를 1/50초 단위의 모션데이터로 보정하여 마치 고정식 라이다의 자료처럼 변환하는 선진기술이 소개되었고, 이를 다시 산업표준으로 지정하고자 하는 움직임이 있다.


“비갠은 2021년부터 자체적으로 기술개발을 진행해 왔습니다. 특히 작년에는 정부 R&D 자금을 통하여 집중개발을 하였으며, 최근 유의미한 성과를 만들어냈습니다. 지금은 바다 위에서 안정적으로 사용하기 위한 실증 작업을 진행하고 있죠. 드디어 세계적인 수준에 근접하였다는 생각이 듭니다만, 자만하지 않고 올해 안에 기술개발을 완료할 생각입니다.”
박 대표는 검증용 부유식 라이다 시스템은 시험 기간 동안 높은 시스템 운영률과 데이터 획득률은 물론 검증기준을 넘어서는 뛰어난 데이터 정확도를 보여줬다며, 태풍과 같은 악천후에서도 안정적으로 운영이 가능한 시스템임을 증명했다고 전했다.


비갠의 부유식 라이다 시스템은 그간 ‘BS-100’을 거쳐 ‘Aqua Strider’로 발전되어 왔다. 최근 개선된 ‘Aqua Strider’는 충전용 전원을 태양광 패널로만 하여, 소형 윈드터빈을 주력 충전기로 사용하는 구버전에 비해 시스템 안정성을 높였으며, 나날이 발전하고 있는 데이터 처리 기술의 업데이트를 위해 별도의 데이터처리 프로세서를 포함하였다. 향후 개발될 선진화된 난류강도 기술을 접목할 시스템도 ‘Aqua Strider’이다. 박 대표는 비갠이 시작한 부유식 라이다 시스템 국산화의 첫걸음을 시작으로 기업의 자부심은 물론이고, 산업 전반의 기술력 향상으로 이어지기를 바란다고 덧붙였다.

비갠 고정식 풍황관측서비스
비갠 고정식 풍황관측서비스
비갠 부유식라이다 시스템
비갠 부유식라이다 시스템

 

 

기후위기 대응을 위한 재생에너지, 국내 풍력발전 확대를 위한 노력도 함께 이어져야
지구 온난화를 막고 미래 에너지난을 해결하기 위해 신재생 에너지 중 풍력이 가지고 있는 가장 큰 단점은 초기 설비비용을 꼽지만, 풍부한 해상풍력 잠재력과 향후 투자 및 고용창출, 수출 증대와 에너지 안보 측면에서 해상풍력은 가장 발전가능성이 큰 재생에너지로 논의되고 있다. 최근 국회입법조사처에 따르면 2021년 기준 세계 풍력발전 누적 설치용량은 837GW로, 이중 해상풍력은 57GW로 전체 풍력 설치량의 6.8%에 달하는 수준이며, 해상풍력의 경우 2021년 21.1GW가 신규로 설치돼 6.9GW였던 2020년 대비 무려 206%가 증가했다고 밝혔다.
특히 중국을 중심으로 아시아가 세계 최대 규모의 해상풍력시장으로 성장할 것으로 예측됨에 따라 2030년까지 세계 해상풍력시장이 고정식 해상풍력 230GW, 부유식 해상풍력 6.5GW 보급될 전망이다. 다만 국내의 경우 풍력기술 및 가격경쟁력 면에서 아직 부족하지만, 넓은 바다와 일정 수준 이상의 평균 풍속을 나타내고 있어 해상풍력 발전에 유리한 조건을 갖춘 만큼, 국내 해양 기후에 맞는 부유식 해상풍력의 연구와 보급을 적극적으로 추진해야 한다는 의견과 많다. 이에 정부는 2036년까지 풍력 발전량 비중을 높이고 풍력입찰시장을 도입하는 등 풍력 발전 보급을 늘리기 위한 목표를 추진하고 있다.


세계기상기구(WMO)에서 발표한 내용에 따르면 지구 온도가 앞으로 5년 이내에 사상 처음으로 산업화 이전보다 섭씨 1.5℃ 이상 높아질 가능성이 크다고 한다. 이는 지난 2015년 파리기후변화협약에서 채택한 지구 온도 상승 폭을 산업화 이전보다 1.5℃ 이내로 제한하자는 목표가 5년 안에 깨질 확률이 높다는 뜻으로 풀이된다. 결론적으로 기후위기를 막고 인류가 살 수 있는 환경을 보존하기 위해 재생에너지 확대는 필연적으로 가야만 하는 길인 것이다.

 

“기후변화는 상당히 심각한 형태로 진행되고 있어요. 기후위기를 막지 않으면 미래세대뿐만 아니라 우리 모두가 어려움을 맞닥뜨리게 될 것입니다. 재생에너지 산업의 미래는 탄소중립에 있어서도 특히 풍력발전에 달려있다고 생각하는데요. 정책적 기반이 마련된 만큼 지속적인 사업 추진을 이어갔으면 합니다. 국내 해상풍력 산업의 활성화를 위해 해외자본 유치를 시작으로 나아가 지속적인 기술연구를 통해 산업 전반의 경쟁력을 키워나갔으면 합니다.”

 

㈜비갠 박승준 대표와 직원들 Ⓒ문채영 기자 / 사진 박성래 기자
㈜비갠 박승준 대표와 직원들 Ⓒ문채영 기자 / 사진 박성래 기자

 

㈜비갠이 성장할 수 있는 원동력, 끊임없는 사업투자와 인재 확보에 있어
청정에너지에 대한 수요증가는 해상풍력 시장의 성장을 주도할 것으로 예상되고 있다. 풍력시장에서 라이다가 주목받게 된 건 기존의 높은 고지대를 선호하던 육상중심의 풍력개발이 해상풍력으로 점차 확대되며 설치와 관리가 간편한 라이다의 공급 수요 역시 증가할 수 있었다. 라이다를 통해 확보된 정확한 데이터의 신뢰성이 풍력단지 설계와 자금투자에도 이점이 되었다. 업계에서는 해상풍력 예정지역이 해안가에서 점차 멀어지고 있는 추세라 향후에는 부유식 라이다가 풍황 계측기 주류로 떠오를 것으로 예측하고 있다. ㈜비갠 역시 곧 실증과 안정화 작업을 거쳐 사업화에 나설 계획이다. 

이와 함께 24시간 풍황측정과 모니터링을 위해 에너지공급원 역시 중요한데, 윈드라이다의 주전원으로 사용되는 비갠의 독립형 전원시스템과 연료전지발전기는 순도 99.9%의 메탄올을 연료로 전기융합 반응을 이용하여 열과 소량의 수증기 및 이산화탄소를 배출하는 친환경 제품으로, 배터리의 전압을 읽어 자동으로 동작할 수 있으며 연료통의 잔량이 없을 경우 자동으로 다음 연료통으로 전환하여 끊임없이 전력을 생산할 수 있다. 이처럼 비갠의 연료전지는 해양의 부유식 라이다 시스템 및 관측부이를 위한 백업전원으로 활용되며 전원공급의 안정성을 확보하고 있다.

“혼자 힘으로 했다면 어려웠을 거예요. 저만 열심히 해서 잘 되는 게 아니라, 같이 걸어와 준 직원들 덕분에 앞으로 나아갈 수 있는 힘의 근원이 되었다고 생각해요. 이런 과정을 겪으며 느낀 것은 역시 비갠에게 필요한 사람은 그저 성실하고, 포기하지 않으며, 함께 같은 목표로 나아갈 수 있는 사람이라는 것입니다. 사업을 추진해나갈 때마다 겸손의 자세로 늘 함께해준 직원들에게 감사함을 되새기고 있습니다. 저 역시도 앞으로 직원들에게 문제가 생기면 바로 해결하고 같이 고민을 나눌 수 있는 그런 버팀목같은 대표이고 싶어요.”
박 대표는 계속해서 비갠의 직원들과 함께 새로운 길을 개척하고 있다. 그는 앞으로도 기업 내부적으로 관련 사업을 준비하며 거침없이 투자를 이어가고 싶다고 전했다. 비갠에서 앞으로 얼마나 더 가치 있는 일들을 해나갈 수 있을지 기대된다는 그다.

“포기하지 않고 새로운 길을 찾다 보니, 기상관측에서 라이다 기술개발로, 연료전지를 비롯해 친환경 해양용 소재개발까지 다양한 분야를 섭렵할 수 있었던 것 같습니다. 또한, 해상풍력발전 단지의 경우도 수익적인 부분을 고려하지 않을 수 없기 때문에, 해외 자본 투자가 무엇보다 중요합니다. 성공적인 해외사례를 답습하고 국내 실정에 맞게 안정화시키는 작업에 있어서는 초기자본 확보가 핵심이죠. 분명한 것은, 향후 미래 에너지원으로는 해상풍력이 더욱 성장할 것이기 때문에 투자에 관해서는 망설임 없이 정부와 지자체, 그리고 민간 기업들이 협력해서 사업현황을 검토하고 지속적으로 추진해나가야 할 것입니다. 저희 또한 기술개발 및 성공적인 사업실증화로 탄소중립을 실천하고 해상풍력 산업 성장을 위한 노력에 함께하겠습니다.”

 

대한민국은 삼면이 바다로 둘러싸여 있고 편서풍 지역에 위치해 해양 기상 관측자료가 매우 중요하게 활용된다. 기업들 또한 최근 기후위기와 예측할 수 없는 환경적 요인들로 인해 다양한 분야의 경영지표로 기상데이터를 사용하고 있다. 기후 불확실성의 시대를 살아가는 오늘, 새로운 에너지원의 확보는 국가 경쟁력의 향상으로도 이어진다. 비갠 역시 이러한 산업 성장의 가능성을 믿고 성공적인 기술실증과 해외수출을 눈앞에 두고 있다. 박승준 대표와 직원들 또한 유미의한 성과확보를 통해 앞으로 나아가고 전진해나갈 것을 다짐하며 국내외 풍황관측 전문 기업으로 세계화를 위한 준비를 이어가고 있다.

 


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