해상풍력발전시스템의 기본적인 구조는 전체적으로 큰 차이가 없으나 해상풍력의 경우 육상보다 가혹한 조건에서 작동하므로 신뢰성에 더욱 중점을 둔 설계를 하는 동시에 시스템의 안전 유지를 위한 보조설비를 설치해야 한다.
먼저 모노파일·중력기초 콘크리트 등 해상에 설치하기 위한 별도의 기초 구조물이 필요하다. 또한 구조 계산 시 바람에 의한 진동뿐 아니라 파도·해류·조류 등에 의한 해석이 동시에 수행돼야 한다.
해상용 풍력터빈은 나셀 본체 가압·냉각용 공기염분제거·부식방지 코팅·윤활유·내부크레인 구조 등 많은 요소가 달라지기 때문에 제작에 많은 변화가 필요하며, 각 구성품에 대해 염분의 영향을 고려한 설계 및 소재 선택이 요구된다.
해상용의 경우 유지보수 시 육상용에 비해 접근이 어렵기 때문에 부식방지 기술·시스템 감시·고장 시 진단기술·고장 예방기술 등이 중요하다.
특히 해상풍력은 해상기초구조물 제작 및 시공비가 전체의 25%로 높은 비중을 차지한다.
따라서 해상풍력 기초구조물의 건설 공기단축, 시공 위험도 등과 관련한 비용효과성을 갖도록 하는 시공기술 확보가 중요하다. 이와 함께 상세 환경영향평가, 발전단지 상세설계, 육상 예비조립, 육상 관련 설비설치, 운송·해상구조물설치(해상기상탑·해저케이블), 해저기초공사, 해상풍력발전시스템 설치 및 시운전 등의 기술 확보가 필요하다.
해저기초공사는 육상과 구별되는 가장 큰 특징으로 조류와 파도로 인해 발생하는 추가적인 하중을 견딜 수 있도록 설계돼야 하며, 파도로 인해 발생할 수 있는 최대 하중은 바람에 의해 발생할 수 있는 최대 하중의 약 20% 정도로 이에 대한 대비가 필요하다.
주문정기자