AI 기술을 활용해 풍력 에너지를 더 빠르게 확대하다

독일에서 생산되는 풍력 에너지의 양을 단순히 유지하는 데 그치지 않고 늘리려면, 풍력 발전 설비 건설 속도를 시급히 높여야 한다. 현재 독일 전역에는 약 3만 개의 풍력 발전 설비가 운영 중이다. 이 중 약 절반은 향후 10년 내에 EEG(재생에너지법) 지원 기간이 만료되거나 기술적 구성 요소가 노후화되는 등의 이유로 가동을 중단할 수 있다.

"WindGISKI" 연구 프로젝트

그렇다면 풍력발전 설비의 개보수나 신축에 적합한 부지는 어디일까? 지역 풍력발전 확대 프로젝트가 성공하기 위해서는 충분한 공간뿐만 아니라 주민들의 적극적인 지지까지 확보할 수 있는 곳은 어디일까? 과학계와 산업계로 구성된 컨소시엄은 ‘WindGISKI’ 연구 프로젝트를 통해 이 질문에 대한 해답을 찾고자 한다.

풍력 발전 확대 프로젝트의 성공 가능성을 분석하는 지리정보시스템

목표는 인공지능을 활용해 독일 전역의 각 지역에서 풍력 발전 확대 프로젝트의 성공 가능성을 산출하는 지리정보시스템을 개발하는 것입니다. 이 예측에는 주거지와의 거리나 풍력 자원과 같은 객관적인 요인뿐만 아니라, 처음으로 광범위한 인구통계학적 및 사회학적 요인도 평가에 반영됩니다. 여기에는 예를 들어 해당 지역의 정치적 성향, 평균 연령, 교육 수준 등이 포함됩니다. 또한 기존 풍력 발전 설비의 수 또한 고려됩니다.

타당성 조사

2020년 여름과 가을에 하노버 통합생산연구소(IPH) gGmbH와 Nefino GmbH가 수행한 타당성 조사 결과, 이러한 접근 방식이 유망하다는 사실이 입증되었습니다. 연구진은 과거 풍력 발전 프로젝트의 데이터를 분석하여 관련성을 확인했습니다. 하지만 이러한 상관관계가 반드시 선형적인 것은 아닙니다. 예를 들어, 이미 몇 개의 풍력 발전 설비가 설치된 지역에서는 주민들이 원칙적으로 추가 건설 프로젝트에 더 개방적인 태도를 보이지만, 설비가 너무 많아지면 반발 가능성이 높아집니다. 환경 의식이 높은 주민의 비율이 높은 지역은 일반적으로 풍력 발전 설비에 더 개방적인 태도를 보이지만, 예를 들어 생물종 보호에 대한 우려가 제기될 경우 이곳에서도 반발이 커질 수 있습니다.

인공지능과 데이터 마이닝

따라서 실현 가능성은 서로 상호 영향을 미치는 다양한 요인들에 달려 있습니다. 이러한 복잡한 상관관계를 파악하기 위해 “WindGISKI” 연구 프로젝트에서는 인공지능과 데이터 마이닝 기법을 활용하고 있습니다. 과거 풍력 발전 확장 프로젝트의 데이터가 그 기초가 됩니다. 이를 통해 인공지능이 성공 가능성과 실현 기간을 재현할 수 있을 때까지 학습됩니다. 이후 인공지능은 미래 예측을 수행하고, 독일 각 지역의 잠재적 부지에 대한 풍력 발전 프로젝트의 실현 가능성을 예측할 수 있게 되는 것이 과학자들의 목표입니다.

풍력 발전 프로젝트를 위한 유망한 부지 발굴

이번 연구 프로젝트에서 개발될 지리정보시스템은 두 가지 문제를 해결하는 데 기여할 것으로 기대된다. 첫째, 향후 풍력 발전 프로젝트를 위한 유망 부지를 더 쉽게 파악할 수 있게 될 것이다. 둘째, 이 시스템은 다른 지역에서 풍력 발전 확대를 저해하는 장애 요인이 무엇인지, 그리고 이러한 장애물을 어떻게 해소할 수 있는지 파악하는 데 도움을 줄 수 있다. 이 두 가지 모두 독일 내 풍력 발전 확대를 가속화하는 데 기여할 것이다.

참여 연구기관

총 8개의 연구기관, 기업 및 협회가 "WindGISKI" 프로젝트에 참여하고 있습니다:

• 하노버 라이프니츠 대학교의 정역학 및 동역학 연구소가 컨소시엄 대표로서 이 프로젝트를 총괄하고 있으며,
• 하노버 통합생산연구소(IPH) gGmbH,
• 네피노 GmbH,
• 브레머하펜 대학교의 풍력 에너지 연구소인 fk-wind,
• LEE 니더작센·브레멘 재생에너지 주 협회(e.V.),
• ARSU 지역 구조 및 환경 연구 작업반 유한회사,
• 하노버 라이프니츠 대학교 정보처리연구소와
• 올덴부르크 카를 폰 오시츠키 대학교의 조직 및 혁신 학과.

3년 기간

총 200만 유로의 지원을 받는 이 공동 연구 프로젝트는 2021년 12월 1일에 시작되었으며, 3년간 진행될 예정이다. 이 프로젝트는 독일 연방 환경·자연보호·원자력안전·소비자보호부(BMUV)의 ‘AI 등대 프로젝트(KI-Leuchttürme)’ 지원 프로그램을 통해 자금을 지원받는다. 프로젝트 주관 기관은 Zukunft – Umwelt – Gesellschaft (ZUG) gGmbH이다.

이 프로젝트에 대한 자세한 정보는 windgiski.iph-hannover.de에서 확인하실 수 있습니다.

IPH 소개

하노버 통합생산연구소(IPH) 비영리 유한회사는 생산 기술 분야에서 연구 및 개발을 수행하고 있습니다. 이 기관은 1988년 하노버 라이프니츠 대학교에서 설립되었습니다. IPH는 공정 기술, 생산 자동화, 물류 및 XXL 제품과 관련된 연구 개발, 컨설팅 및 교육 서비스를 제공합니다. 주요 고객으로는 금형 및 공구 제조, 기계 및 설비 제조, 항공우주, 자동차, 전기 및 단조 산업 분야의 기업들이 있습니다.

이 회사는 하노버 북서부에 위치한 과학기술단지 ‘Science Area 30X’에 본사를 두고 있으며, 현재 약 75명의 직원을 고용하고 있고, 그중 약 30명이 연구직 직원입니다.

(게시일: 2022년 1월 13일)