바텐팔, 해상 터빈 배치 최적화로 1억 5,000만 유로의 가치를 창출하다.

해상 풍력 발전 단지의 경제성은 서로 밀접하게 연결된 두 가지 설계 결정에 달려 있다. 바로 각 터빈을 어디에 배치할지, 그리고 이들을 어떻게 케이블로 연결할지이다. 터빈을 너무 가까이 배치하면 서로의 바람을 빼앗게 되고, 하나를 옮기면 단지 전체의 기초 비용과 케이블 길이가 달라진다.

바텐팔과 DTU는 풍황, 수심, 지반, 전기 손실을 고려하면서 터빈 배치와 케이블 경로를 동시에 해결하는 혼합정수계획법 모델과 메타휴리스틱을 개발했다. 이 도구들은 느리고 대부분 수작업에 의존하던 설계 과정을 대체했다.

이 최적화는 단지당 약 1,000만 유로의 순현재가치를 창출하고 설계를 더 빠르고 간소화했다. 바텐팔이 이미 확보한 부지 전체에서 이 도구들은 1억 5,000만 유로가 넘는 순현재가치 개선을 만들어냈으며, 이는 해상 입찰에서 회사의 입지를 강화했다.

후류 손실과 케이블 비용을 하나의 최적화로 모델링

후류 간섭 때문에 각 터빈의 배치는 다른 모든 터빈의 출력에 영향을 미친다

케이블은 가장 큰 자본 비용 중 하나이며 선택한 배치에 따라 달라진다

단지를 통합적으로 해결하면 스프레드시트로는 포착할 수 없는 상호작용을 잡아낼 수 있다

설계가 빨라지면서 바텐팔은 더 나은 경제성으로 더 많은 입찰에 참여할 수 있었다

국소적 선택이 이웃과 간섭을 일으킬 때는 단지 전체를 한 번에 해결하는 것이 올바른 접근이다. 각 터빈만 따로 최적화하면 해저에 돈을 남겨두게 된다.

바텐팔은 이 작업으로 2019년 프란츠 에델만상을 수상했다. 이 도구들은 보조금 없이 건설된 최초의 해상 풍력 발전 단지 설계에 사용되었으며, 이 방법들은 최종 고객에게 친환경 에너지를 더 저렴하게 만드는 데 기여했다. 연구 결과는 학술지 Interfaces에 게재되었다.