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예정대로 죽겠어. 감기를 짧은 고정시킨 작은 아니지만.풍력 발전기용 초대형 날개를 수송할 윈드러너(WindRunner) 상상도. 길이가 108m, 높이는 24m이다./Radia


길이가 108m에 이르는 사상 최대 항공기가 개발되고 있다. 손님은 풍력 발전(發電)에 쓰이는 초대형 날개. 그동안 고가도로 높이 제한이나 포장도로 부족 등 육상 교통의 한계로 내륙 풍력 발전기가 더 커지지 못했는데, 항공 수송으로 해결하자는 것이다.
풍력 발전기의 발전량이 날개 크기에 비례하는 만큼, 항공기로 초대형 날개를 수송하면 풍력 발전의 수익성이 2배까지 늘 수 있다는 전망도 나왔다. 다만 트럼프 대통령이 풍력 에너지를 강력하게 반대하고 있다는 점이 걸림돌이 되고 있다. 과연 사상 최대의 항공기가 풍력황금성게임동영상
발전에 돌풍을 가져올까, 찻잔 속 태풍에 그칠까.



풍력 발전기용 초대형 날개를 수송할 윈드러너(WindRunner)들이 줄 지은 모습의 상상도./Radia


◇美 라디아, 2030년 목표로 개발 중
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세계 최대 공학회인 미국전기전자공학회(IEEE)가 발간하는 스펙트럼지(誌)는 “미국 콜로라도주 볼더시에 본사를 둔 라디아(Radia)사가 대형 여객기 B747보다 12배나 큰 화물 공간을 가진 수송기를 개발하고 있다”고 지난 10일(현지 시각) 전했다.
라디아가 개발 중인 윈드러너(WindRunner)는 길이가 108m, 높이는 24m이일정이흑
다. 사상 최대 항공기는 옛소련이 1980년대 부란 우주선을 수송하기 위해 개발한 안토노프 An-225 ‘므리야’이다. 길이가 108m, 높이는 24m였다. 하지만 2022년 러시아 공습으로 우크라이나에 있던 마지막 기체가 파괴됐다. 므리야의 왕좌를 이어받을 윈드러너는 현재 가장 큰 항공기인 에어버스의 A380-800보다 49% 더 길다.
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윈드러너의 화물은 육상 풍력 발전용 날개이다. 95m 날개 두 개나 105m 날개 한 개를 실을 수 있도록 설계됐다. 항공우주 공학자인 마크 룬드스트롬(Mark Lundstrom)은 2016년 풍력 발전기 개발사들의 청원을 보고 라디아를 접했다. 당시 업체들은 날개를 옮길 방법만 있다면 더 큰 육상 풍력 발전용 날개를 제작할 수 있다고 호소하는 보도자료를황금성게임장
배포했다.
해상 풍력 발전기에 들어가는 대형 날개는 배로 옮길 수 있다. 반면 육상 풍력 발전용 날개는 크기가 크면 육로로 수송하기 어렵다. 미국의 고가도로 높이가 4.9m로 제한돼서 대형 날개가 지나갈 수 없다. 이런 사정은 유럽도 마찬가지다. 개발도상국은 터널이나 고가도로가 적어 그런 문제는 없지만, 포장도로가 없어 무게 50t짜리 날개를 운반할 수 없다.
예외는 있다. 중국의 일부 지역은 도로 제약이 없어 초대형 육상 풍력 발전기를 건설할 수 있었다. 지난해 중국의 다국적 기업인 산이 재생에너지(Sany Renewable Energy)는 동북부 지린성 통유에 131m 길이의 날개를 장착한 15㎽(메가와트) 풍력 발전기를 세웠다. 하지만 날개는 내몽골에서 제작돼 최종 설치 장소까지 1800㎞를 이동했다. 그만큼 시간이 오래 걸렸다.
대형 날개를 조각내 만들어 운송하고 현장에서 조립하는 방법도 있다. 하지만 접합부가 무게를 증가시키고 강도도 단일 날개보다 약해진다. 발전소 건설 현장에서 3D(입체) 프린터로 대형 날개를 찍어내는 방법도 생각할 수 있지만 아직은 연구 단계이다. 결국, 현실적인 해결책은 공중 수송이다.



그래픽=손민균


◇풍력 날개 수송 위해 독특한 외형 갖춰
대형 항공기는 이·착륙하는 데 수천m 길이 활주로가 필요하다. 대형 여객기인 B747-400의 이륙거리는 3000여m 정도이며, 착륙거리는 2000여m이다. 그래서 국제공항은 4000m급 활주로가 필요하다. 반면 윈드러너는 1800m 이내에서 이착륙할 수 있도록 설계했다고 밝혔다. 발전소를 세우는 곳이 제대로 된 공항을 갖추기 어렵다는 점을 고려한 것이다.
우선 단거리 이륙이 가능하도록 제트 엔진 4기를 갖췄다. 룬드스트롬 라디아 대표는 “윈드러너가 화물을 싣지 않았다면 무게 대비 추력(推力·밀어 올리는 힘)이 초창기 전투기에 맞먹는다”고 밝혔다. 단거리 이륙을 위해 기수를 빨리 올릴 때 동체가 활주로에 닿지 않도록 뒤쪽은 앞보다 위를 향하도록 했다. 단거리 이륙에서 항공기 자세를 안정적으로 유지하려면 꼬리날개도 높아야 한다. 하지만 공항 높이 제한인 24m에 맞추기 위해 꼬리날개를 두 개로 만들었다.
윈드러너의 착륙거리는 동체 길이 10배 정도인 1080m이다. 날개가 짧고 넓어 표면적이 1000㎡에 이른다. B747기는 길고 좁은 날개여서 표면적이 511㎡에 그친다. 덕분에 윈드러너는 공기저항을 많이 받고 빨리 감속할 수 있다. 미 군용기 C130 허큘리스에 쓰는 대형 타이어도 감속에 한몫한다.
조종사 5명이 들어가는 조종석은 동체 앞부분에 위쪽으로 돌출한 부분에 있다. 크기가 비즈니스 제트기로 유명한 걸프스트림 개인 전용기와 맞먹는다. 조종석 앞의 기체 입구가 위로 열리면 바닥에 깔린 철로를 통해 풍력 발전용 날개가 들어간다. 비행 중 화물칸은 에너지를 절약하기 위해 에베레스트산 정상 수준의 기압만 유지한다.



윈드러너(WindRunner)는 앞부분을 들고 풍력 발전기용 날개를 싣고 내린다. 95m 날개 두 개나 105m 날개 한 개를 실을 수 있도록 설계됐다./Radia


◇풍력 발전 수익성 2배 증대 목표
풍력 에너지 업계가 발전기 날개 크기를 키우려는 것은 그만큼 에너지를 더 많이 만들 수 있기 때문이다. 현재 풍력 발전기는 일반적으로 70m짜리 날개를 쓴다. 라디아는 그보다 50% 더 긴 105m 날개를 옮길 수송기를 만들고 있다. 미국 매사추세츠 공대(MIT) 토목환경공학과의 마이클 하울랜드(Michael Howland) 교수는 스펙트럼지에 “풍력 발전기의 발전 용량은 풍속의 세제곱과 회전하는 날개가 만드는 원의 지름 제곱에 비례해 증가한다”고 설명했다.
초대형 수송기를 만들고 엄청난 연료를 사용해도 발전 용량 측면에서 이를 상쇄하고도 남는다는 뜻이다. 풍력 발전기 날개가 최근 계속 커진 것도 같은 이유다. 풍력 발전기는 친환경 에너지로 주목받았으나 최근 조류 충돌 사고와 소음을 유발한다는 비판도 받고 있다. 룬드스트롬 라디아 대표는 “날개가 커지면 풍력 발전기 수를 절반으로 줄이고도 같은 전기를 얻을 수 있다”고 말했다.
이를테면 초대형 날개가 들어간 풍력 발전기는 비용을 20~35% 절감하면서 출력을 10~20% 증가시킬 수 있다. 그만큼 모든 수송 비용을 포함하더라도 풍력 발전의 수익성을 두 배로 높일 수 있다는 것이다. 룬드스트롬 대표는 “소형 발전기는 전기를 만드는 데 풍속이 7m는 돼야 하지만 대형 발전기는 회전 속도가 느려도 돼 풍속이 초속 5m도 된다”며 “결과적으로 대형 발전기가 일반화되면 풍력 발전이 가능한 면적이 두 배 늘 수 있다”고 했다.
물론 풍력 에너지 산업에서 ‘진격의 거인’이 상용화되려면 극복해야 할 난관도 많다. 우선 초대형 날개가 회전하면 어떤 일이 벌어질지 유체 역학으로 완전히 예측하지 못했다. 거대 날개가 회전하면 기온은 물론 지구 자전에 따라 태풍의 방향까지 영향을 주는 코리올리 효과도 달라질 수 있다는 예측도 나온다. 기초과학 연구가 필요하다는 의미이다.
현실적으로 가장 큰 걸림돌은 신재생에너지에 반대하는 미국의 트럼프 대통령이다. 트럼프 정부는 풍력 에너지에 대한 승인과 허가, 정부 지원을 중단했다. 하지만 라이다는 워싱턴에서 불어오는 바람이 자신들의 날개를 꺾을 수 없다고 했다. 룬드스트롬 대표는 지난 4월 뉴욕타임스에 “시장의 불확실성은 빠르게 해소되리라 기대한다”고 했다.
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