이장호 전 국립군산대학교 총장 연구팀이 10년 이상 공들여 개발한 해상풍력 '석션버킷(Suction Bucket)' 하부 지지구조물 연구가 해양공학 분야 세계 최고 권위 학술지인 '오션 엔지니어링(Ocean Engineering)'에 게재 확정됐다.
엘스비어(Elsevier)가 발행하는 이 학술지는 해양·해상공학 두 분야에서 모두 세계 1위를 기록한 최상위 국제학술지(피인용지수 6.3)로, 이번 논문은 학술지 측의 강력한 투고 권유를 받아 분야 최고 전문가들의 엄격한 심사를 거쳐 최종 승인됐다.
연구팀이 개발한 '석션버킷' 공법은 거대한 망치로 해저 지반을 강하게 내리치는 기존의 항타(Pile Driving) 방식과 달리, 수압 차이를 이용해 바다 밑바닥 연약지반에 구조물을 부드럽게 안착시키는 혁신적인 기술이다.
이 방식을 사용하면 해저 소음과 진동이 획기적으로 줄어들어 어족 자원과 어장 훼손을 최소화할 수 있으며, 지역 어민들과 상생할 수 있는 친환경 공법으로 평가받는다.
또한 기존 방식 대비 설치 시간이 10배 이상 단축되며, 수명이 다해 철거할 때도 해저 구조물을 자르거나 훼손할 필요 없이 깔끔하게 수거해 다른 해역으로 이동 설치할 수 있는 독보적인 장점을 지녔다.
특히 이번 연구의 핵심 기술인 '펜타포드(5점식) 석션버킷'은 하부 구조물을 정오각형으로 배치해 바다 밑으로 파고드는 깊이를 대폭 줄인 것이 특징이다.
이로 인해 기존 구조물 대비 재료비를 30% 이상 절감할 수 있으며, 수심이 얕은 연안 해역까지 해상풍력 발전기의 설치 범위를 크게 넓혔다.
이 원천기술은 미국 등록특허(US 12,606,974 B2)를 확보했으며, 고군산도 말도 북쪽에 조성된 해상실증연구단지에 실제로 제작 및 설치되어 수년째 성공적으로 운영되며 구조적 안전성을 입증해 왔다.
이번에 학술지 게재가 승인된 논문은 다년간 현장에서 축적된 실증 데이터를 바탕으로, 바다 밑바닥 지반과 구조물 간의 복잡한 역학적 상호작용을 '3차원 다중 스프링 수치해석 모델'로 정밀하게 규명해 낸 결과물이다.
현장에서 입증된 기술력에 세계 학계가 인정하는 정량적이고 정밀한 이론적 해석 체계까지 완비하며 기술의 완성도를 세계 최고 수준으로 고도화했다.
어민과의 상생, 공사 기간 단축, 재료 및 시공비 절감이라는 삼박자를 모두 갖춘 이번 연구 성과는 군산 및 새만금 국가산업단지 일대에 추진 중인 해상풍력 산업 생태계 조성에 실질적이고 강력한 동력을 제공할 전망이다.
특히 해당 지역이 글로벌 해상풍력 산업의 중심지로 도약하는 결정적인 계기가 될 것으로 기대된다는 것이 연구팀의 설명이다.
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