풍력 발전에 대하여 국가별 도입량을 보면 중국이 압도적으로 많아 누계로는 1억 1,500만 kW, 2014년에만 2,300만 kW의 풍력 발전 설비를 가동했다. 중국에 이어 제 2위인 미국에서 누계 용량은 6,600만 kW를 기록했다. 풍력 발전은 유럽이 선진적으로 임하고 있지만, 실제 도입량은 미국이 크다.
풍력 발전의 최근 경향 중 하나는 개발도상국에서 도입이 활발하다는 점이다. 2014년 재생 에너지에 대한 투자액을 선진국과 개발도상국으로 나누어 집계한 결과에 따르면, 선진국에서는 태양광 발전이 풍력 발전의 2배 이상에 달하는데 반해 개발도도상국에서는 태양광과 풍력이 거의 같은 규모를 기록하고 있다.
유람선에서 석유 굴착 장치, 해안 풍력 터빈에 대한 정박 등에 이르는 해양 기반 기술 건축업자는 이러한 시설물이 해양에 견디기 충분한지에 대한 의문에 직면하게 된다. 미국 메인 대학(University of Maine) 소속의 연구진은 축소된 실내 해양(miniature indoor ocean) 조건이 이러한 의문의 상당 부분을 덜어 줄 수 있을 것으로 전망된다.
메인 대학 산하 개선된 구조물과 복합 재료 연구소(Advanced Structures and Composites Center) 소속의 연구진은 혁신가들이 새롭게 구축될 구조물이 해양의 격렬함을 견딜 수 있는지를 규명하는 것을 도와주기 위하여 폭풍우 치는 해양을 시뮬레이션하게 될 1천 380만 달러 상당의 축소된 실내 해양 조건을 발표할 계획이다.
6년에 걸쳐 제작 중인 실내 시설은 제품을 테스트하기 위하여 축소 모형(scale models)에 대하여 200 mph 이상의 바람과 100피트(feet) 높이의 파도를 시뮬레이션 할 수 있을 것이라고 Dagher는 밝혔다. 메인 대학은 이러한 시설을 곧 발표할 예정이며, 100 피트 수조는 바람과 파도를 생성하기 위하여 32개 팬(fan)과 15대의 작은 노(paddles)를 사용한다.
새로운 구조물이 해양에서 생존하기 위하여 해양을 보다 더 잘 이해함으로써 실제로 사회는 진보할 수 있다고 개선된 구조물과 복합 재료 연구소 책임자인 Habib Dagher는 밝혔다.
W2 해양 공학 실험실(W2 Ocean Engineering Laboratory)은 수경 재배(aquaculture ventures), 배, 해안 풍력 에너지, 조력 에너지 시설 및 파력 에너지 시설 등과 항만과 교량 같은 중요한 사회기반시설, 오일 및 가스 설비 등과 같은 구조물의 강도와 내항성(seaworthiness)을 테스트할 것이라고 Dagher는 밝혔다.
파도는 실내 파도 풀과 풍동(wind tunnel, 비행기 등에 공기의 흐름이 미치는 영향을 시험하기 위한 터널형 인공 장치)에서 반사를 왜곡한다. 연구진이 개발한 메인 대학에 설치된 새로운 풍랑 지역(wind-wave basin)은 1 : 50 규모에서 해양에서 최악의 조건의 일부를 시뮬레이션할 수 있다.(그림1)
연구진은 실내 파도 풀에서 바람 소리를 내는 장치(wind machine)를 조사했다. 바람 소리를 내는 장치는 1 : 50 규모에서 허리케인 조건을 시뮬레이션할 수 있다.(그림2) 노는 실내 파도 풀과 풍동의 한 끝에 파도 생성 장치의 일환이다. 연구소의 책임자는 새로운 장치가 파도치는 해양을 시뮬레이션할 수 있을 것이라고 밝혔다.(그림3)
이러한 축소된 실내 해양 장치는 해양 구조물이 해수면 상승에 의해 어떻게 영향을 받을 것인지를 시뮬레이션하기 위하여 뉴욕, 포틀랜드 및 메인 등과 같은 해안 도시의 모델을 사용할 수 있을 것이라고 그는 밝혔다. 축소된 실내 해양 장치는 위에 언급한 해안 도시를 위한 가능한 예방 조치를 테스트하는 데 도움을 줄 것이라고 그는 밝혔다.
시설은 이미 많은 건축업자들의 관심을 끌고 있으며, 파도와 같은 에너지를 이용하는 설비의 모델을 테스트했다. 6개의 사업이 다음 몇 주에 걸쳐 이러한 설비를 사용하기 위하여 대기하고 있다고 Dagher는 밝혔다.
연구진은 이미 다수의 풍력 에너지 단지로부터 요청을 받았다. 이러한 테스트를 당장 수행할 수 있는 시설은 없다고 시설 구축 프로젝트 책임자이며 설비 책임자인 Anthony Viselli는 밝혔다. 시설의 구축을 검토하고 있는 Peter Vigue, Cianbro Companies 등을 포함한 메인 주 산업을 대표하는 수십 곳의 대표자들은 2015년 11월 23일 발표에 참석할 계획이다. 그는 새로운 축소된 해양 시설이 메인 주 해안 산업을 유인하는데 중요하다고 밝혔다.
이와 같은 기술은 향후 메인 주 다른 기업의 상당한 관심을 끌 것으로 예측된다고 그는 밝혔다. 오로노에 위치한 메인 대학교 캠퍼스에 있는 시뮬레이션된 해양은 공공 자금과 개인 자금의 결합으로 지원됐다고 Dagher는 밝혔다.
UMaine debuting ocean simulator to test sea-bound technology
Builders of everything from cruise ships and ports to oil rigs offshore wind turbines are tasked with the same question—will their work will be strong enough to stand up to the sea?
A miniature indoor ocean at the University of Maine could make for a lot less guessing.
The school's Advanced Structures and Composites Center is ready to unveil a $13.8 million expansion that director Habib Dagher said will simulate a stormy ocean to help innovators find out if their creations can withstand the sea's fury.
The indoor facility, six years in the making, will be able to simulate waves over 100 feet tall and winds of more than 200 mph on scale models to test products, Dagher said. The university will unveil the facility, the centerpiece of which is a 100-foot pool that uses 32 fans and 16 paddles to generate wind and waves, at a Monday ceremony.
"It's really advancing society by better understanding the ocean—the way things survive in the ocean," Dagher said.
The W2 Ocean Engineering Laboratory will test the strength and seaworthiness of structures such as boats; offshore wind, tidal and wave energy facilities; aquaculture ventures; oil and gas equipment and critical infrastructure such as ports and bridges, Dagher said.
It will also be able to use models of coastal cities—Dagher mentions possibilities like Portland, Maine, and New York City—to simulate how they will be impacted by sea level rise, he said. That will help test potential protective measures for those cities, he said.
The facility is already attracting interest from builders, as workers were testing a model of a facility that would harness energy from waves. A half-dozen businesses have lined up to use it over the next few weeks, Dagher said.
"We're already getting calls from a lot of wind energy folks. There's no facility that can do this right now," said Anthony Viselli, the manager of the facility and project manager of its equipment's construction.
Dozens of representatives from Maine industry plan to attend Monday's unveiling, including Peter Vigue, chairman and CEO of Cianbro Companies, which oversaw the construction of the building. He said the facility is important for luring offshore business to Maine.
"Technology like this will be of significant value going forward in attracting other companies to our state that are in that industry," he said.
The simulated ocean at the university's campus in Orono was funded by a combination of public and private grants, Dagher said.
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