해상풍력발전에 IoT 접목…연 10조 번다

GE 이노베이션 리포트 (1) 신재생에너지

가상 풍력발전 세워보고 결정
온도·흐름 감지…효율 최적화

‘125년 된 스타트업’으로 불리는 미국 제너럴일렉트릭(GE)은 4차 산업혁명의 최전선에서 또 다른 변신을 시도하고 있다. 주력 사업인 항공 발전 운송 헬스케어 등에 정보통신기술(ICT) 역량을 접목시키며 새로운 사업 영역을 개척해나가고 있다. 많은 기업에 ‘혁신의 아이콘’이 된 GE 사례를 2회에 걸쳐 싣는다.

GE는 지난 4월 미국 텍사스 서부 풍력발전 단지에 들어가는 풍력터빈 100기를 4000억원에 수주했다. 20년간 운영시스템도 공급하기로 했다. 이 단지는 세계 최대 온라인 소매업체인 아마존이 짓는 미국 내 다섯 번째 신재생에너지 발전소다. 아마존은 급증하는 자체 전력 수요를 장기적으로 100% 신재생에너지로 충당한다는 목표 아래 발전소를 세우고 있다.

아마존이 GE를 택한 이유는 육상·해상풍력에서 쌓은 오랜 노하우와 첨단 ICT 경쟁력 때문이다. GE는 작년 8월 미국 최초의 해상풍력발전 단지인 로드아일랜드주 블록섬에 초대형 풍력터빈 ‘할리아드’(사진) 5기를 공급했다. 할리아드의 날개 지름은 보잉 747 여객기 두 대를 합친 크기(150ｍ)다. 섬 전체 1만7000여 가구가 여기서 생산한 전력을 이용하는데 과거 화력발전을 이용했을 때보다 전기료가 40%가량 저렴해졌다. 이산화탄소 배출도 연간 4만t 줄었다.

4차 산업혁명의 선두주자답게 GE는 풍력발전에 사물인터넷(IoT)과 빅데이터 기술을 접목해 발전 효율을 극대화했다. GE의 ‘디지털트윈’ 기술을 활용하면 자연환경을 그대로 구현한 가상의 세계에서 풍력발전소를 설치해 운영해볼 수 있다. 풍향 풍속 기온 등 다양한 변수를 넣어 알고리즘을 만들기 때문에 시행착오를 겪지 않고도 풍력발전소를 어디에 어떻게 설치해야 하는지 알 수 있다.

풍력발전에 특화된 GE의 ‘윈드파워업’ 서비스는 사물인터넷(IoT) 기술을 접목한 사례다. 풍력터빈에 장착된 IoT센터가 실시간으로 온도와 바람의 흐름을 감지하고 발전 효율이 최적화되도록 날개 각도를 조절한다. 바람이 한쪽에 강하게 쏠리는 등 비정상적인 흐름을 보일 때는 공기 흐름을 자동으로 분산시킨다. 이를 통해 전기생산량이 20%가량 늘어났다.

풍력발전을 통해 생산된 전력을 송전하는 데는 GE의 초고압직류송전(HVDC) 기술이 활용된다. HVDC는 장거리 송전 시 일반 교류전력보다 손실이 적다. GE는 2015년 1월 프랑스 알스톰을 인수하면서 발전 전력망 분야 선도기업이 됐다. GE 관계자는 “풍력발전 비용이 6년 전에 비해 3분의 1 수준으로 떨어졌다”며 “2020년에는 석탄발전 비용보다 낮아질 것”이라고 분석했다. GE는 세계 55개국에 400기가와트(GW) 이상 규모의 신재생에너지 발전설비를 공급했다. 지난해 GE의 글로벌 매출은 138조원. 이 가운데 10조원을 신재생에너지에서 벌어들였다.

안대규 기자 powerzanic@hankyung.com