스파형 부유식 해상풍력발전시스템의 복원성 평가

Abstract

부유식 해양구조물의 복원성은 국제해사기구(IMO)에서 2008년 하나의 항목으로 구분하여 나타낸 Resolution MSC.267(85)로 2008 IS CODE라고 하는 비손상 복원성 규정이 기본이 된다. 정의된 선박을 기준으로 각각의 비손상 복원성 기준이 나타나 있으며, 그 중 해양 구조물 역시 구분되어 있다. 부유식 해상풍력 시스템 역시 해양 구조물로서의 복원성 평가의 필요성에 따라 설계 단계에서 검토가 이루어져야 한다. 국제전기기술위원회(IEC)에서 제정한 부유식 해상풍력 시스템 설계 기준서인 IEC61400-3-2의 Clause15에서 부유체 복원성에 대해 다루고 있으나, 비손상 복원성 평가 기준에 대해서는 2008 IS CODE를 참조하도록 되어있으며, 손상 복원성 평가 기준은 그 내용이 나타나있지 않다. 이러한 내용에 따라 복원성 평가에 대한 기준 및 복원성 계산 내용에 있어서는 부유식 해상풍력발전시스템에 적합하게 작성되어야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 5-MW급 스파형 부유식 해상풍력발전시스템 모델을 예제로 기존 복원성 규정에 따른 복원성 평가를 수행하였다. 이후 ABS, DNVGL, BV 선급에서 다루고 있는 부유식 해상풍력발전시스템의 부유체 복원성 평가 규정에 대한 비교를 통해 어떤 차이를 두는지에 대해 다루어보았다. 부유식 해상풍력발전시스템에 적용할 수 있는 복원성 평가에 대해 새롭게 정의해보았다. 첫 번째로 부유체 적재조건의 구분을 통해 실제 발생할 수 있는 다양한 경우에 대해 정의하였으며, 두 번째로 외부 환경하중조건은 정의된 적재조건에 맞게 적용할 수 있는 환경하중조건을 지정하였다. 세 번째로는 적재조건, 환경하중조건을 통해 구해진 정복원모멘트, 전복모멘트를 통해 복원성을 평가할 수 있는 비손상 및 손상 복원성 평가기준에 대해 정의를 하였다. 정의된 세 가지 내용을 바탕으로 5-MW급 스파형 모델을 복원성 평가를 수행한 후 그 결과에 대해 작성하였다.