[2019 신년기획]글로벌 풍력기업은 4차 산업혁명 기술로 생산성 올려

지멘스와 제네럴일렉트릭(GE) 등 글로벌 기업은 이미 풍력발전산업에 4차 산업혁명 기술을 적용해 생산성을 극대화했다.

지멘스의 풍력발전설비 디지털 서비스 설명도. [자료:지멘스]

지멘스 풍력발전 사업(지멘스-가메사 리뉴어블 에너지)은 30년 넘게 전세계 다양한 지역과 기후 조건에서 개발·설치·서비스한 풍력 터빈에 센서를 장착해 매일 테라바이트(TB) 단위의 운영 데이터를 수집할 수 있다. 취합된 데이터는 분석 전문가를 통해 응용 프로그램과 솔루션을 개선하고, 비용을 절감하며, 기술자들에게 보다 안전한 업무 환경을 조성하는 가치 있는 정보로 변환된다.

지멘스는 덴마크 브라네와 영국 뉴캐슬에 원격 진단 센터를 두고 있다. 이곳에서는 전세계에 퍼져 있는 약 1만개 이상의 지멘스 풍력발전기를 24시간 모니터링한다. 원격 진단 센터에서는 전 세계 터빈에서 수집한 데이터로부터 150만개의 개별 디지털 모델을 구축해 모델 기반 진단을 수행한다.

알고리즘을 활용해 잘못된 탐지를 포함한 중요치 않은 편차를 연간 약 25만개 감지하고 필터링한다. 이를 통해 잘못된 감지로 발생하는 현장 방문을 획기적으로 감소시켜 그에 따른 비용도 절약했다. 원격진단 센터에서는 날씨, 부품 정보, 서비스 보고서, 유사 모델의 실적 등 터빈의 상태를 진단해 언제, 어떤 관리가 필요한지 결정할 수 있다. 이를 통해 98% 이상의 터빈 부품 장애 사전 예측이 가능하다.

GE는 풍력발전에 사물인터넷(IoT)과 빅데이터 기술을 접목해 발전 효율을 극대화했다. GE의 '디지털트윈' 기술을 활용하면 자연환경을 그대로 구현한 가상의 풍력발전소를 설치·운영할 수 있다. 시행착오 없이 풍력발전소 최적지를 파악할 수 있다.

GE 풍력발전기에 장착된 IoT센터는 실시간으로 온도와 바람 흐름을 감지하고 발전 효율이 최적화되도록 날개 각도를 조절한다. 바람이 한쪽에 강하게 쏠리는 등 비정상적인 흐름을 보일 때는 공기 흐름을 자동으로 분산시킨다. 이를 통해 전력 생산을 20%가량 늘렸다.

함봉균 산업정책부(세종) 기자 hbkone@etnews.com