길이 67m 비행선, 풍력 발전기로 변신…첫 도심 인근 시험 마쳐

린이원촨 S4000, 최근 후난성 웨양에서 시험 가동

중국의 한 에너지 기술 기업이 도시 인근에 친환경 전력을 공급할 수 있는 공중 풍력 발전 시스템을 시험 가동해 주목받고 있다.

과학매체 인터레스팅엔지니어링은 중국 린이윈촨 에너지 테크놀로지가 지난 6일 후난성 웨양에서 공중 풍력 발전 시스템 'S4000'을 시험 가동했다고 최근 보도했다.

중국 웨양 발사장에서 거대한 비행선을 닮은 길이 67m의 구조물이 하늘로 떠올랐다. S4000은 헬륨을 채운 공중 플랫폼을 이용해 풍력 터빈을 최대 약 4㎞ 상공까지 끌어 올리는 시스템이다.

중국의 S4000 공중 풍력 발전 시스템 (사진=중국 인민일보)

이 시스템은 기존 풍력 발전소의 대안으로 개발됐다. 헬륨으로 채워진 플랫폼에 경량 터빈을 탑재해 지상보다 강하고 안정적인 바람이 부는 고도로 띄우고, 특수 케이블을 통해 지상으로 전력을 전송하는 방식이다. 플랫폼 크기는 길이 약 67m, 폭 40m, 높이 23m에 달한다. 외형은 대형 비행선과 유사하며, 1000㎏ 이상의 탑재 하중을 운반할 수 있도록 설계됐다.

회사 측은 S4000이 기존 풍력 발전 설비보다 토지 사용 면적을 줄이고 지역 지형에 대한 의존도를 낮출 수 있다고 설명했다. 설계 수명은 20년이다. 다만 강한 고고도 바람과 급변하는 기상 조건, 반복적인 기계적 스트레스에 장기간 노출되는 환경에서 안정적으로 작동할 수 있을지는 실제 운용을 통해 검증해야 할 것으로 보인다.

회사는 앞서 지난 8월 중국 북서부 지역에서 S4000을 약 4㎞ 상공까지 띄워 호버링과 전력 생산, 회수 등을 포함한 전체 비행 검증을 마쳤다. 이번 웨양 시연은 도심과 가까운 환경에서 시스템을 운용할 수 있는 가능성을 확인하는 데 초점을 맞췄다.

회사 측은 전력망 연결성과 실제 소비자와의 거리가 기술 개발 과정에서 중요한 고려 사항이라고 밝혔다. 발전 설비를 전력 수요처와 가까운 곳에 배치해 전력 공급 효율을 높이겠다는 취지다.

다만 이 같은 방식은 별도의 엔지니어링 및 인프라 과제를 해결해야 한다. 전력을 지상으로 전달하는 특수 케이블은 전송 기능 뿐 아니라 공중 구조물을 안정적으로 지탱할 수 있어야 한다. 공중 플랫폼 역시 시시각각 변하는 풍향과 기상 조건을 견디고 안전하게 회수할 수 있어야 한다.

특히 도심이나 인구 밀집 지역 인근에서 운용하려면 공역 제한과 기상 위험, 비상 상황에 대비한 안전 절차도 면밀히 검토해야 한다.

회사는 아직 S4000의 발전 용량과 시범 운영 기간의 실제 전력 생산량, 킬로와트시(kWh)당 예상 발전 비용 등 구체적인 수치를 공개하지 않았다. 이 같은 지표는 해당 기술이 기존 육상 풍력이나 태양광 발전과 경쟁할 수 있을지를 판단하는 핵심 요소라고 매체는 전했다.

공중 풍력 발전은 고도가 높아질수록 지표면보다 바람이 강하고 안정적으로 분다는 점에서 국제적인 관심을 받고 있다. 이에 따라 기존 풍력 발전기처럼 거대한 타워와 기초 구조물을 설치하지 않고도 더 많은 전력을 생산할 수 있는 대안으로 주목 받고 있다.