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[글로벌-Biz 24] GE, 3D프린팅 이용 대형 풍력터빈 개발

노정용 기자

기사입력 : 2020-06-19 10:48

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GE는 3D 프린팅으로 초고층 풍력터빈을 개발한다고 발표했다. GE는 건설업계 파트너들과 협력하여 전 세계에 배치될 수 있는 프린터와 자재를 모두 생산할 계획이다.
초고층 터빈은 더 높은 고도에서 더 강한 바람을 이용할 수 있고, 많은 전력을 생산할 더 큰 바람개비를 지탱할 수 있다.

초고층 터빈 건설은 조립하는 데 필요한 부품들을 운반하는 것부터 어려운 작업이 된다.

GE는 터빈기지에서 원하는 곳 어디든 3D 프린터로 제작하여 거대한 콘크리트나 강철 덩어리 주변을 돌아다닐 필요가 없게 되기를 바라고 있다.

GE는 이를 통해 터빈 높이가 시애틀 스페이스 니들보다 높고 현재 미국 풍력 터빈의 평균 높이보다 두 배 이상 높은 200미터에 이를 수 있다고 말한다.
풍력 터빈은 1980년대 이후 엄청난 성장을 거듭해 왔다. 당시 미국에서는 바람개비를 제외하고 평균 약 20미터 높이였다. 이상적인 조건에서 초기 터빈당 최대 출력이 약 100kW였다. 2017년까지 이 수치는 생산량이 2MW(2000kW)를 넘는 84m까지 향상됐다.

GE는 세계에서 가장 큰 풍력 터빈 제조업체 중 하나로 설계와 건설에 완전히 새로운 시대를 열 수 있다. 하지만 풍력에너지를 위한 3D프린팅을 연구하는 회사는 이번이 처음은 아니다.

캘리포니아 에너지 위원회로부터 125만 달러의 자금을 지원받은 스타트업 RCAM Technologies는 2017년에 비슷한 방식으로 두 개의 터빈 타워를 건설하기 위한 작업에 착수했다. 그들의 연구는 여전히 진행 중이다.

이는 GE가 3D 프린터로 제작한 베이스의 풍력 터빈을 상업적으로 사용할 수 있는 최초의 제품이 될 수 있다는 것을 의미한다. 2019년 10월 첫 시제품을 완성했으며, 2023년부터 생산을 시작할 계획이다.

국립풍력기술센터 수석 엔지니어이며 국립재생에너지연구소 3D프린팅 수석연구원인 폴 비어스(Paul Veers)는 “지금 보고 계신 것은 산업이 한 단계 도약할 수 있는 기술”이라고 말한다.

그는 “이 새로운 기술은 특히 터빈이 해양 터빈보다 작은 경향이 있는 육지에서는 터빈을 설치하는 데 필요한 시간과 노동력을 잠재적으로 줄일 수 있다(해상으로 물질을 운반하는 것이 더 쉽다)”고 말하고, “이것은 차세대 풍력 발전소로 가는 디딤돌이다”라고 강조했다.

GE와 그 협력사인 3D프린팅 회사 ‘COBOD’와 건축 자재회사 ‘LafargeHolcim’은 높이가 10미터에서 80미터 사이일 수 있는 3D프린팅 콘크리트 기지를 개발하기 위해 노력하고 있다.

그들은 터빈의 키를 훨씬 더 높이 만들기 위해 철탑을 기지에 추가할 수 있다. 유럽의 일부 터빈 타워는 운송의 번거로움을 피하기 위해 이미 현장에서 시멘트로 주조되어 있지만, 3D 프린팅은 콘크리트 조각을 조립할 때 발생하는 인건비를 없앤다.

3D 프린팅 콘크리트에는 여전히 어려움이 따른다. 콘크리트가 강해질수록, 그것을 다루기가 더 까다로워진다.

국립 재생 에너지 연구소의 엔지니어 오웬 로버츠는 “재료 특성, 재료 강도, 그리고 프린팅이 얼마나 쉬운지 등이 프린팅을 하는데 큰 차이를 만든다”고 설명한다.


노정용 글로벌이코노믹 기자 noja@g-enews.com
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