풍력발전 시스템 인증 동향_63

풍력발전 시스템 인증 동향

한국산업은행 | 조용호 차장

Ⅰ. 개 요 ··········································································· 65

Ⅱ. 동향 분석 ··································································· 65

1. 국내 동향 ··································································· 67

2. 해외 동향 ··································································· 67

Ⅲ. 향후 전망 ··································································· 70

<참고문헌> ········································································· 70

풍력발전 시스템 인증 동향_65

풍력발전 시스템 인증 동향

한국산업은행 | 조용호 차장

Green Technology Trend Report

Ⅰ. 개 요

풍력산업은 정부 정책에 크게 영향 받는 정부주도형 산업으로 주요국은 발전차액지원제도

(Feed-in Tariff)나 신재생에너지 공급의무화제도(Renewable Portfolio Standard, RPS)를

시행하여 정책적으로 육성하고 있다. 최근 재정상황 악화로 전세계 국가들이 신재생에너지산업에

한 정부지원을 축소하고 있어서 성장 동력이 약화되고 있다. 한편 풍력발전기 인증은 풍력

발전기 보증서를 의미하는 것은 아니지만 특정한 풍력발전기 모델이 공인된 시험기관에서 시험

평가 되고 하중 성능 안정성 등이 국제 공인 기준과 부합됨을 구매자에게 확인시키기 때문에

기관 투자자들의 의사 결정에 있어서 필요한 주요 지표 중의 하나로 여겨지고 있다. 따라서 본

보고서는 풍력발전 산업의 진입장벽 중 하나인 인증 제도를 언급하고자 한다.

최근 풍력기술의 비약적인 발전은 풍력기술에 한 전문적 공급자의 확 를 불러오게 되었으며,

최종 소비자들은 다양한 풍력 발전시스템에 해 소비자 측면에서의 안전성, 성능, 품질 등에

한 객관적 검증을 원하게 된다. 따라서 이러한 소비자들의 요구를 신하여 공인 기관에서

객관적인 표준 기준을 정립하고 이를 이용하여 풍력 발전 시스템을 상으로 객관적인 안전성

이나 성능 등에 한 인증을 수여하는 제도가 활성화 되었다. 한편, 풍력 발전기의 활발한 국제적

수출입, 국제적 상호개발과 보급의 증 로 인해 보다 객관적이고 과학적이면서도 국제적으로

상호 일치된 규격과 국제적 인증제도의 확립은 풍력발전 시스템에 한 국제적 신뢰성의 증진과

보급 확 의 기반을 구축하는데 매우 중요한 요소로 작용하게 되었다. 특히, 최근의 형 풍력

발전 사업 전개 과정에서 기술적 측면의 개발자와 재정적인 투자자 사이의 역할 분담이 분명해

지면서, 규모 자본을 가진 투자자 입장에서 기술적 측면의 객관적 검증에 응하게 되었다.

이에 국제적 인증 및 관련제도 확립의 중요성은 지속적으로 커지게 될 것으로 예상된다.

Ⅱ. 동향 분석

풍력발전기는 과거부터 유럽에서 활발히 개발되었기 때문에 국제적으로 인정된 인증 및 성능

시험기관이 유럽에 많이 있으며, 미국에도 일부 존재하고 있다. 국가마다 실정이 다르기 때문에

66_녹색기술동향보고서 (www.gtnet.go.kr)

어떤 규정이 더 우세하다고 할 수 없지만 국제적으로 통용될 수 있는 규정이 필요하기 때문에

풍력발전기에 한 인증시스템 절차에 관한 규정으로 IEC 규정이 마련되었다.

자료 : ISO/IEC Guide 65, “General Requirements for Bodies Operating Product Certification Systems”, IEC, 2010

<그림 1> IEC 풍력발전분야 국제 표준 제정 현황

풍력발전기에 한 인증은 크게 형식 인증(Type certification), 부분품 인증(Component

certification), 프로젝트 인증(Project certification)으로 구분할 수 있다. 이들 3개 분야 중

특히 성능시험 기관과 밀접하게 연관되어 있는 것이 형식 인증 분야라고 할 수 있다. 형식 인증에

필요한 세부 내용을 보면 <그림 2>와 같이 설계평가(Design evaluation), 형식시험(Type

testing), 제조평가(Manufacturing evaluation), 기초설계 평가(Foundation design evaluation),

형식특성 측정(Type characteristic measurements)으로 구분되는데 기초설계 평가와 형식특성

측정 항목은 선택사항으로 되어 있다. 이들 중 형식시험과 형식특성 측정은 성능시험 기관에서

측정을 통해 보고서를 작성하게 된다. 다른 항목들은 제조사에서 자체적으로 제출하여 인증기관

에서 검토하는 것이 부분이며, 일부 시험기관에서 축적된 기술을 기반으로 일부 행하는

서비스를 제공하기도 한다. 형식시험 항목에는 안전 및 기능 시험, 출력성능 시험, 하중 시험,

블레이드 시험 등이 있으며, 형식특성 측정에는 전력품질과 소음측정 등이 포함되어 있다. 형식

특성 측정은 선택사항으로 되어 있지만 실질적으로는 모두 시험하는 추세에 있다.

풍력발전 시스템 인증 동향_67

자료 : 에너지관리공단, “국제 인증 및 성능 시험기관 현황”, 2010

<그림 2> 형식인증을 위한 구성도

특히, 유럽 국가들은 MEASNET(Measuring Network of Wind Energy Institute)을 조직하여

출력성능, 전력품질, 소음시험, 풍속계 교정 등 4개 항목에 해서 시험결과를 상호 인정하여

효율성을 높이고 있다.

1. 국내 동향

국내 기업으로는 한국선급이 처음으로 한국제품인정제도사무국(KAS)으로부터 풍력발전 제품

인증기관으로 공식 인정받아 국제 공인 제품인증기관 자격을 획득하였다. KAS 공인제품인증이란,

기술표준원에서 국가표준기본법 제21조 및 제22조에 근거하여 도입한 적합성평가제도로서 한국

선급은 4개 인증분야(프로토타입 인증, 부품 인증, 형식 인증, 프로젝트 인증)에서 풍력발전 설비,

풍력발전 단지 및 풍력발전 설비의 주요 구성부품 등의 인증을 수행하고 있다.

또한 독일의 KORWIND사 및 일본의 ISC 등 세계적 풍력발전 기업 및 연구소, 학계 등과의

업무협약 체결을 통해 업무 협력을 진행하고 있다. 한국선급은 풍력 인증기관 최초의 설계평가

프로그램 개발 풍력터빈 신뢰성 확보를 위한 독자적 검증 시스템 구축, 제조자와 인증기관의

신속한 커뮤니케이션 등을 통해 인증기간 단축 등의 서비스 개선을 위해 노력하고 있다

2. 해외 동향

풍력 발전에 한 인증은 유럽뿐 아니라 별다른 규제 제도가 없던 미국, 남미, 아시아, 호주

등 새로이 부상하는 시장에서 점점 중요시 되고 있다. 규제 제도가 없는 시장이라고 하더라도

인증은 풍력 프로젝트에 한 투자 유치 및 보험계약을 위한 상업적인 필요성에 따라 요구되고

있다. 풍력발전 시스템 관련 인증은 현재 덴마크, 독일, 그리스 및 네덜란드에서 법적인 필수

요건으로 되어 있으며 스페인 및 스웨덴이 법적인 요건으로 검토 중에 있다. 북유럽 국가 중

덴마크, 독일 및 네덜란드는 이미 오래전부터 풍력 프로젝트에 한 건축허가 및 국가 보조를

68_녹색기술동향보고서 (www.gtnet.go.kr)

받기 위해 인증을 요구하고 있으며, 이러한 세 국가에서는 인증의 기준이 되는 규칙 및 규격들이

발전하여 제작자들의 설계절차에 직접적인 영향을 주고 있다. 이러한 각 국가들의 규격 및 인증

규격 사이에는 다소의 차이점이 있는데, 이는 부하 조건 및 안전계수에서부터 풍력발전에 요구

되는 안전장치 등의 차이에 기인하나, 현재는 국제적인 표준 및 인증규격을 통일하는 추세에

있다. 주요 풍력인증 시험기관들은 아래와 같다.

가. NWTC (National Wind Technology Center)

NWTC가 위치한 Rocky Flats Plant에서의 풍력시스템 시험 및 연구는 1976년에 시작

되었다. 주 연구동은 1981년에 건설되어 1984년까지 Rocky Flats Plant에 의하여 운영되다가

National Renewable Energy Laboratory(NREL)의 설립과 동시에 업무가 이관되었다.

1987년 이후 1988년에 복합실험 설비, 1990년에 구조시험시설, 1994년의 시험시설의 개보

수를 거쳐 NREL의 풍력시스템 부품시험을 지속적으로 수행하고 있다.

NWTC가 현재 보유하고 있거나 수행하고 있는 인증 관련 업무는 산업체 활용시설

(Industrial User Facility, IUF) 운용, 첨단 풍력시스템 연구(Advanced Research Turbine,

ART), 구조시험, 모달시험, 구조코드 개발 등의 업무이다. 특히, 인증과 관련되어 형식승인

또는 인증(ISO-9000 품질 규정)을 위한 출력 성능시험, 소음 시험, 동역학 부하시험, 계통

연계 호환시험, 날개 및 동력전달시스템 등 구성품 시험 등을 수행하여 미국 내 풍력시스템

및 부품 제조자를 지원하고 있다. 또한 형식인증 및 프로젝트 인증을 부여하는 UL과의 긴밀한

관계를 수행하고 있다.

나. RISO (Riso National Laboratory)

Riso는 덴마크 연구부(Ministry of Research) 산하 국립연구소로서 1958년에 설립하여

현재 900여 명(3분의 1이 과학자)의 규모로 운영되고 있다. Riso의 연구개발 활동은 자원의

보존 및 환경부하의 저감을 위하여 덴마크 산업 및 사회에 새로운 기회를 제공하는 역할을 수

행하고 있다. Riso의 풍력에너지 관련분야의 연구와 개발은 “풍력에너지 및 기 물리부”를

“풍력에너지부”로 확장 개편하여 현재 116명의 연구 인력을 보유하고 있다. RISO는 기물리,

풍력기상, 풍력시스템 진단 등과 같은 인증과 관련된 기초 데이터를 산출하는 업무를 수행하고

있다.

다. DEWI (Deutsches Windenergie - Institut GmbH)

DEWI(Germany Wind Energy Institute)는 1990년 Wilhelmshaven에 비영리기관으로

설립되었으며, 12명의 엔지니어, 5명의 물리학자 및 2명의 경제학자로 구성된 29명의 규모로

풍력에너지 분야 응용연구 및 개발을 담당하고 있다. DEWI는 풍력인증 외에 주로 출력측정,

풍속계 교정, 풍력자원 평가, 풍력자원 지도 작성, SODAR에 의한 바람측정, 외부 전문가

보고서 검토 등의 컨설팅 업무를 수행하고 있다. 2003년 11월부터 해상풍력 인증업무를 맡고

있으며, 수행하는 인증 업무에는 형식인증, 프로젝트 인증이 있다.

풍력발전 시스템 인증 동향_69

라. ECN (Energy research Centre of the Netherlands)

ECN은 820여 명 규모로 네덜란드의 원자력을 포함한 에너지관련 국립 종합연구소이다.

ECN의 풍력에너지그룹과 다른 그룹은 Delft University of Technology(IVW)와 함께 풍력

발전시스템 제조업자 및 프로젝트 개발자에게 설계지원과 시험 및 검증을 위한 전문적 지원

및 설비를 제공하고 있으며, ECN의 풍력에너지그룹은 EU의 풍력시스템 인증 사업의 조정자

역할을 수행하고 있다. 주요 업무는 풍력단지 효과 모델링 WAKEFARM(풍력단지 설계 계산)),

EU내 풍력시스템 인증의 조화를 위한 유럽풍력시스템 인증(European Wind Turbine

Certification, EWTC) 프로젝트를 수행하고 있다

마. GL wind group

GL wind group은 GL windenergie GmbH (GL Wind), WINDTEST Grevenbroich

(WTG), WINDTEST Kaiser-Wilhelm-Koog Gmbh (WTK), WINDTEST lbérica S.L.

(WTI) 등 4개 기관이 만들었다. 현재 종업원 수는 100여명이고 80여 명의 기술자들이 활동

하고 있다. 특히, 전 세계 풍력발전기 승인관련 업무의 50% 이상을 담당하고 있으며, 인증에

관한 가이드라인을 자체적으로 발행하고 있다. 형식 인증에 필요한 시험항목(성능시험: 안전,

정적 및 동적 강도, 출력성능, 소음 등)에 해 시험기관인 WINDTEST와 긴밀한 협조체계를

갖추고 있다. 인증업무로는 형식인증 (독일, 덴마크, 프랑스, 네덜란드, 인도, IEC, GL 규정에

의한 육상 및 해상 풍력발전기)과 프로젝트 인증을 수행하고 있다.

바. IEC

IEC란 풍력발전기술을 포함하는 전기기술에 관한 모든 분야의 국제 공업 표준규격을 작성

하기 위한 국제기관으로서, 1906년에 전기장치나 기기의 표준화 문제에 관하여 기술계의

협력을 실현하기 위하여 설립되었다. IEC는 각국의 표적 표준화 기관 중 하나가 그 국가의

IEC 국가 위원회를 구성하고, 국가위원회가 회원으로 가입한다. 현재 선진공업국을 중심으로

50개국의 위원회가 정식멤버로 가입하고 있으며, 6개국이 준회원국, 4개국이 예비 준회원국

으로 가입되어 있다. 풍력발전기술에 해서는 1987년 IEC의 활동위원회(Committee of

Action)에서 풍력에너지 분야의 국제 표준을 수립해나갈 필요성을 결정한 이후, 기술위원회

(IEC/TC88)가 결성되어 Working group이 기술적인 검토를 시작하여 풍력발전기술에 한

국제 규격을 도출하고 있다.

70_녹색기술동향보고서 (www.gtnet.go.kr)

Ⅲ. 향후 전망

풍력발전시스템 관련 기술은 설계 및 제작기술과 종합 풍력발전시스템의 운전기술 등으로 매우

다양하지만, 궁극적으로는 신뢰성 있게 지속적으로 운전이 가능한지 여부에 한 풍력발전시스템의

종합적인 성능시험 측정 및 평가에 관한 객관적 검증의 필요성이 크게 두되고 있다. 선진국

에서는 각국의 기술개발 방식이나 기술개발 수준에 의하여 제각기 표준규정이나 성능시험 절차를

개발하여 적용하고 있으며, 많은 독립적인 연구기관에서 풍력발전 기술의 표준화 및 규격화에

노력하고 있다. 그중에서도 주로 미국을 중심으로 하는 국제 표준규격 기구인 IEC에서 풍력발전

기술의 표준화 및 규격화에 노력하여 많은 성과를 이루었다.

현재 한국선급에서 4개 인증분야(프로토타입 인증, 부품 인증, 형식 인증, 프로젝트 인증)에서

풍력발전설비, 풍력발전단지 및 풍력발전설비의 주요 구성부품 등을 인증할 수 있게 되었지만,

성능시험 기반 구축에 있어서는 해외 인증기관과 비교 시 부족한 것이 많은 상황이다. 성능시험

기반 구축과 관련하여 지속적인 연구사업 진행과 투자유지를 통해 인프라를 지속적으로 확충하는

것이 중요한 사안이다.

<참고문헌>

1. Frost & Sullivan, “Analysis of the Wind Turbine Components Market”, 2011

2. Frost & Sullivan, “Gearbox and Gear Motors Market”, 2012

3. 一般社団法人　日本産業機械工業会, “米国における風力発電産業の動向について”, 2012

4. National Instruments, “Siemens Wind Power Develops a Hardware-in-the-Loop

Simulator for Wind Turbine Control System Software Testing”, 2010

5. EWEA, “Wind Directories”, 2009

6. 하나금융그룹, “국내 풍력발전산업의 전망과 경쟁력 분석”, 2009

7. 中国风电装机统计, “Global Wind 2010 Report”, 2010

8. EC, “National Renewable Energy Action Plan”, 2009

9. EIA, “Electric Power Monthly with Data for September 2012”, 2012

10. 김만응, “국내외 풍력산업 부품, 소재 부분의 기술 및 산업동향”, 2010

11. 에너지관리공단, “국제 인증 및 성능 시험기관 현황”, 2005

12. 김만응, “풍력발전 사업 인증제도 현황과 설계기준표준화 추진현황 및 적합성 평가”, 2009