브라질, 축구장 4배 휩쓰는 ‘240m 해상풍력 터빈’ 가동…기상학계 경악

브라질 경제 매체 오 안타고니스타(O Antagonista)는 지난 10일(현지시각) 보도를 통해 세계 최대 규모의 해상풍력 터빈이 본격 가동에 들어갔으며, 이 과정에서 주변 대기 흐름을 물리적으로 변화시키는 예기치 못한 현상이 확인됐다고 전했다.

거대 구조물이 단순히 전력을 생산하는 노릇을 넘어 주변 온습도와 바람의 성질을 바꾸는 ‘기상 조절’ 효과를 일으키면서 학계와 산업계의 이목이 쏠리고 있다.


최근 가동을 시작한 이 차세대 offshore(해상) 터빈은 높이가 240m를 웃돌고, 회전 날개인 블레이드 길이만 120m에 이르는 현존 최대 규모의 구조물이다. 날개가 한 바퀴 회전하며 훑고 지나가는 면적은 축구장 여러 개를 합친 규모와 맞먹으며, 이를 통해 바람의 운동 에너지를 극대화한다.
이 모델은 단일 유닛으로 20메가와트(MW)급 발전 역량을 갖췄다. 바람 조건이 좋은 지역에서는 터빈 한 기만으로도 9만에서 10만 가구가 해마다 사용할 수 있는 전력을 생산한다.

이는 과거 여러 개의 터빈이 필요했던 작업을 단 한 기로 대체할 수 있음을 의미하며, 발전 단가를 낮추고 해상 점유 면적을 효율화하는 데 이바지한다.

효율의 핵심은 인공지능(AI) 기반의 정밀 제어다. 내장된 센서가 풍속과 풍향을 실시간으로 읽어내 날개 각도를 조절하며, 태풍과 같은 극한 기후 상황에서는 시스템이 자동으로 작동을 멈추거나 날개를 고정해 장비를 보호한다.


이번 가동에서 엔지니어들이 가장 주목한 대목은 터빈 가동 직후 나타난 주변 환경의 물리적 변화다. 거대한 날개가 공기를 가르며 회전할 때 발생하는 이른바 ‘웨이크 효과(Wake Effect)’가 예상을 뛰어넘는 수준으로 나타난 것이다.

특히 거대 날개가 습한 해풍을 휘저으며 지나갈 때 특정 기압 조건에서 인공적인 안개나 구름이 형성되는 현상이 포착됐다.

전문가들은 이러한 변화가 국지적인 범위에 그칠 것으로 보고 있으나, 대규모 해상풍력 단지가 조성될 경우 지역 기상 체계에 누적적인 영향을 줄 수 있다는 점에서 장기적인 추적 관찰이 필요하다고 지적한다.


세계 최대 터빈의 가동은 탄소 배출을 줄이고 재생 에너지 비중을 획기적으로 높일 수 있다는 점에서 긍정적인 평가를 받는다. 그러나 거대 구조물이 해양 생태계에 미치는 영향은 여전히 풀어야 할 숙제다.

관련 업계에서는 터빈 가동 과정에서 발생하는 소음이 해양 포유류의 의사소통을 방해할 가능성과 조류의 충돌 위험을 최소화할 방안을 고심하고 있다. 또한 이번 프로젝트를 통해 얻은 기상 변화 데이터는 앞으로 해상풍력 단지를 설계할 때 터빈 사이의 간격을 결정하고 환경 영향을 줄이는 핵심 지표로 활용될 전망이다.

시장 참여자들 사이에서는 이번 거대 터빈의 성공적인 가동이 해상풍력 산업의 기술적 한계를 한 단계 끌어올렸다는 평가가 지배적이다. 발전 효율과 환경 보전이라는 두 마리 토끼를 잡기 위한 데이터 기반의 정밀한 접근이 향후 에너지 시장의 성패를 가를 핵심 변수가 될 것으로 보인다.


서진욱 글로벌이코노믹 기자 jinwook@g-enews.com