▲ 일본에서 연구 중인 부체식 해상풍력발전소 이미지 [출처=NEDO]일본 신소재, 대체에너지 연구기관인 NEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)에 따르면 부체식 해상풍력발전소의 건설을 확대할 계획이다.부체식 해상풍력발전소는 풍차가 장착된 발전설비를 해저에 고정하지 않고 수면에 띄우는 방식으로 건설된다. 반면에 착상식 해상풍력발전소는 발전설비를 해저에 고정한다.섬나라인 일본은 해상풍력발전소를 설치할 지역을 많지만 근해의 수심이 깊어 착상식 해상풍력발전소를 건설하기에는 적합하지 않다.문제는 부체식 해상풍력발전소를 건설하거나 유지보수하는 비용이 착상식에 비해 많다는 것이다. 수심이 100미터 이상의 지역에도 건설이 가능하다는 장점이 있다.뿐만 아니라 해안가에 거주하는 주민과 소음, 경관 방해 등의 민원으로부터도 자유롭다. 부체식 해상풍력발전소를 건설할 수 있는 해역은 착상식에 비해 3배 이상에 달한다.미국, 영국 등도 부체식 해상풍력발전소의 건설에 큰 관심을 드러내고 있다. 영국은 2030년까지 5기가와트, 미국은 2035년까지 15기가와트를 부체식 해상풍력발전을 통해 확보한다는 정책을 수립했다. 

지난 4월 29일부터 5월 1일까지 부산 벡스코에서는 '드론쇼 코리아((Drone Show Korea 2021)' 전시회가 개최됐다.    옥스드론은 전시회 현장에 기자들을 파견해 참여한 기업들을 취재했다. 국내 드론 산업의 발전과 기술력을 소개하는 것이 글로벌 드론 종합지를 지향하는 목표와 부합하기 때문이다.     (주)넥스앤텍, (주)ASOA, 순돌이드론, 성우엔지니어링, (주)만물공작소, 디브레인, (주)씨너렉스, (주)시스테크, (주)코코드론, (주)스카이뷰, UMAC Air, (주)무지개연구소, 지오소나(주), 두산모빌리티이노베이션, 이노뎁(주), 유콘시스템(주), (주)이스턴스카이, (주)드론월드, BSTARCOM, (주)올포랜드 등 20개 업체를 소개했다.  다음으로 해양드론기술, (주)케이씨에스, (주)엠지아이티, (주)유시스, 엔젤스윙, (주)케이프로시스템, (주)공간정보, (주)헬셀, (주)하이텍알씨디코리아, (주)다온아이앤씨, (주)아르고스다인, (주)소끼아코리아, 우림텍, 요요인터랙티브, 라이카 지오시스템즈 코리아, ㈜엑스퍼넷, 태경전자(주), 한국무인이동체연구조합, 베이리스(BEYLESS), 에이디시스템 등이다.그리고 (주)지오시스템, (주)인투스카이, 토탈측기솔루션, (주)웨이브랩스, 한국전기연구원, (주)효원파워텍, 에스아이오티(주)에 이어 소개하고자 하는 기업은 (주)지오테크시스템(이하, 지오테크시스템)이다.지오테크시스템은 측량기기 및 해양 관련 제품 등 통합 솔루션을 제공하고 있는 기업으로 지난 2005년 설립됐다. 3D Scanner, Total Station, 터널 측량, 응용 측량 프로그램, 해양 관련 탐사 장비를 보유하고 있다. 2015년 지오테크시스템 R&D 연구소가 설립됐다. 지오테크시스템이 취급하고 있는 제품은 육상 측량 기기 및 소프트웨어, 해양 과학 장비 및 수로 측량 장비 등이다.육상 측량 기기 및 소프트웨어에는 무인 드론 측량 시스템, 3D 레이저 측량기, 철도 궤도 3D 측량기, GPS 측량 시스템, 광파측량기 및 데오도라이트, 자동레벨 및 레이저 레벨 측량기, 육상 측량 프로그램이 있다.해양 과학장비 및 수로 측량장비에는 싱글 & 멀티빔 에코사운더(Single & Multi Beam Echososunder), 해상용 지층 탐사기(Sub Bottom Profiler), 사이드 스캔 소나(Side Scan Sonar), 실시간 3D 소나(Real-time 3d Sonar), 수중 무인 로봇(ROV), 수중 무인 잠수정(AUV), 수중 무인 장치 진회수 장치(LARS) 등이 있다.또한 무인 선박(USV), 과학 장비용 윈치 시스템(Winch System), DGNSS(Beacon, SBAS), 수중 커넥터(Underwater Connector), 수중 카메라, LED 조명(Underwater Camera & LED Light), 모션센서(Motion Sensor & INS), 음속도 측정기(Sound Velocity Profiler) 등도 포함된다.CTD & Underwater Sensors, 수중모뎀, 수중 포지셔닝 시스테(Acoustic Modem, USBL), 휴대용 유향 유속계9ADCP), 하이드로폰(Hydrophone), 종합 해양 프로그램(Qinsy, Qimera, Fledermaus), 기타 해양 과학 측량 센서 등의 제품도 공급하고 있다.자율 수로 측량 장비(Autonomous Hydrographic Survey Vehicle) SONOBOT 5는 고정밀 측정 및 기록에 유용한 제품으로 다양한  GNSS 옵션 사용이 가능하다.▲ SONOBOT 5(출처 : 홍보물)유연성, 다양성, 견고성의 특성과 취급이 용이하며 항구, 항만, 내수에서 수심 측량 및 해저 영상 촬영에 활용된다.▲ SONOBOT 5 System(출처 : 홍보물)고고학적 유물, 난파선, 실종자 등과 같은 물체 찾기, 얕은 물, 자연보호 구역, 침수, 제한 또는 접근하기 어려운 지역 탐험이나 수중 인프라 정기 점검에 활용된다.RealTime Monitoring & Inspection System은 해양 및 항만 공사, 수중 등의 3D 영상을 실시간으로 모니터링하고 시공 결과를 즉시 확인할 수 있는 통합 솔루션을 제공한다.▲RealTime 3D Monitoring System(출처 : 홍보물)

중국 수중드론 전문제조업체 체이싱(Chasing)에 따르면 안드로이드 및 iOS 체제의 스마트폰으로 제어할 수 있는 수중드론 ‘체이싱 도리(Chasing Dory, 이하 도리)’를 업그레이드하고 있다.현재 도리 모델은 수심 49피트(약 15미터)에서 유영하며 사진과 HD 영상을 촬영할 수 있다. 와이파이로 연결돼 스마트폰으로 실시간 영상을 보며 터치로 조종할 수 있다.크기도 247×188×92mm로 성인이 한 손으로 집을 수 있어 휴대성이 매우 좋다. 배터리 완충 후 1시간 동안 작동 가능하며 유영 속도는 1.5노트(시간당 2.7킬로미터)이다.별도의 부표가 있으며 이것으로 GPS를 송·수신할 수 있다. 기체에 케이블선을 꼽은 채로 유영해야 하기 때문에 기동 범위가 제한적이며 이에 따라 수심도 49피트로 정해졌다.체이싱 연구진은 도리 모델을 업그레이드해 유영 가능한 수심을 현재의 10배에 달하는 490피트까지 늘릴 방침이다. 유영 범위가 넓어진 만큼 배터리 용량도 확대할 계획이다.또한 현재의 와이파이 영상 전송 및 컨트롤 방식도 개선하겠다고 밝혔다. 수중에서는 와이파이 전송률이 고르지 못하고 수심이 깊어질수록 다른 통신수단으로 대체할 필요성이 커지기 때문이다.미국이나 유럽은 국가 차원에서 수중드론을 개발해 해양 탐사 목적으로 활용하고 있다. 반면 중국은 일반 사용자를 대상으로 취미용 수중드론을 개발한다는 점에서 다른 양상을 보이고 있다.▲체이싱 도리의 스마트폰 조작 가상화면(상)과 한 손에 잡히는 모습(하)(출처 : 홈페이지)

미국 해군에 따르면 최근 얕은 수심에서 지뢰를 탐지할 수 있는 드론 실험을 진행 중인 것으로 나타났다. 지뢰를 탐지하고 해당 데이터로 지뢰 매핑을 설계하는 것이 목적이다.현재 미해군은 50차 발트해 작전(BALTOPS 50)의 일환으로 지난 6월 6일부터 북대서양조약기구(NATO) 회원국과 함께 해상, 방공, 상륙, 지뢰대응 등 작전 훈련을 실시하고 있다.이중 지뢰대응 훈련으로 드론 테스트를 진행 중이다. 광물 탐사에 사용됐던 각종 탐지기 및 레이더를 드론에 적용해 수중 지뢰를 감지 및 식별하려는 것이다.얕은 수심에서 특정 물질을 탐지할 수 있는 광물질 탐지기인 METL(Magnetic Expeditionary Threat Locator)와 지표투과 레이더인 스카이 글래스(Sky Glass)로 정확도를 측정하고 있다.미해군은 드론에 장착될 지뢰 탐지 센서로 관련 데이터를 수집해 지뢰 식별 지도까지 구축할 계획이다. 해상 작전을 수립하는 데 드론이 필수 요소로 자리 잡고 있는 셈이다.최근 몇 년간 미해군은 드론을 활용한 군사작전 훈련을 활발하게 수행하고 있다. 항공모함용 드론, 태양광 드론, 공격형 군집드론, 급유용 드론 등 임무 형태도 점차 다양해지고 있다.▲미해군의 정찰무인기 MQ-4C 트리톤(출처 : wikipedia)

스위스 수중드론개발업체 하이드로미아(Hydromea)에 따르면 HD 비디오를 전송할 수 있는 무선 수중드론을 개발하고 있다. 케이블 선이 없이 광 펄스를 이용해 데이터를 전송하는 방식이다.수중드론을 원격으로 조종하거나 자율유영을 하는 기술은 곳곳에서 개발되고 있다. 하지만 수중에서 전파를 주고 받는 것은 상당히 제한되기 때문에 수중 탐사 시 케이블 선을 이용하는 경우가 많다.케이블 선을 연결하면 수중 영상을 지상 센터에 전송하는 데 매우 안정적이고 확실하다. 단, 수중드론이 영상으로 담을 수 있는 영역은 케이블 선에 따라 매우 제한적이다.하이드로미아 연구팀은 무선으로 HD 고화질 영상을 전송할 수 있는 방법으로 빛을 이용하기로 결정했다. 광 펄스(light pulses)를 통해 영상 데이터를 2진수 데이터로 변환 및 전송하는 것이다.연구팀은 무선 수중드론 프로토타입 엑스레이(ExRay)를 기존 수중 통신 시스템 루마(Luma)에 연결해 테스트를 진행했다. 루마는 지상 센터와 수중드론의 광학 모뎀을 광 펄스로 연결해준다.엑스레이는 470나노미터 청색 LED의 광 펄스를 계속 발산하며 영상 데이터를 전송한다. 간이 무선통신기 트랜스시버가 초당 10메가비트의 속도로 데이터를 전송하기 때문에 HD 비디오를 끊김없이 보낼 수 있다.현재 수중드론이 영상을 보내며 유영할 수 있는 수심은 50미터가 한계이며 탁도에 따라 더욱 제한적이다. 연구팀은 수심 100미터까지 기술력을 향상시켜 무선 수중드론의 영역을 확대하겠다고 밝혔다.참고로 하이드로미아의 수중드론 엑스레이 모델은 세계 최초의 무선 수중드론으로 불리고 있다. 관련 기술이 더욱 발전한다면 향후 해저 탐사 및 수색 업무에 유용하게 활용될 것으로 전망된다.▲하이드로미아의 수중드론 엑스레이(출처 : 홈페이지)

미국 해양대기청(NOAA)에 따르면 자율운행 수중드론 ‘오르페우스(Orpheus)’가 2주간 해저 탐사를 목적으로 테스트를 진행 중이다.2021년 5월 14일, 플로리다 캐내버럴 항구에서 출발한 오르페우스는 해저 생태계를 관찰하기 위해 시연용으로 투입됐다.오르페우스는 미항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)의 엔지니어팀이 개발한 잠수정 로봇드론이다. 기존 화성 탐사용 항해 시스템을 업그레이드해 설계했다. 이번 연구의 궁극적인 목적은 2만피트(약 6000미터) 해저 지대를 3D 지도로 구현하는 것이다. 이번 오르페우스 실험은 비교적 얕은 수심에서 기초 자료를 수집하는 데 투입된다.기존의 방식대로 해저를 조사할 경우 소나(Sonar)와 같은 수중음파측정기를 사용해야 한다. 부피가 크고 전력 소모가 상당하다. 하지만 수중드론으로 대체될 경우 훨씬 효율적인 탐사 업무를 수행할 수 있다.미국해양대기청 관계자는 “하늘을 비행하는 드론보다 바닷속을 유영하는 드론이 훨씬 자유롭다”면서 “수중드론이 해저 탐사에 새로운 길을 열 것이다”라고 밝혔다.▲수중 로봇드론 '오르페우스' 이미지(출처 : 우즈홀해양연구소 홈페이지)

중국 해양석유총공사(中国海洋石油集団)에 따르면 해상풍력 부문에 연간 예산의 3~5%를 지출할 계획이다. 최근 첫 번째 해상 풍력발전단지가 그리드에 연결돼 전력을 생산하기 시작했다.해상 풍력단지는 장쑤성(江蘇省) 해안으로부터 39km의 위치, 수심 12m에 설치돼 있다. 67개의 풍력 터빈이 장착돼 총 300메가와트 용량을 발전다.2020년 말까지 해상 풍력단지의 완전한 전력 온-그리드 공급(on-grid production)이 달성될 예정이다. 연간 온 그리드 발전량은 약 8억6000만kWh에 이를 것으로 예상된다.표준 석탄 기준으로 27만9000톤을 절약하고 이산화탄소 배출량을 연간 57만1000톤까지 줄일 수 있는 용량이다. 최초의 해상 풍력 발전 프로젝트의 운영은 광동성(広東省) 및 기타 지역의 향후 프로젝트에 귀중한 경험을 제공할 수 있을 것으로 전망된다.또한 향후 2025년까지 천연 가스 생산량을 2배 이상 늘려 현재 19%인 총 석유 및 가스 생산량을 30%까지 증가시킬 계획이다.▲ China-CNOOC-energy▲ 해양석유총공사(中国海洋石油集団)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)