해상풍력 설치를 위한 히브 보상

해상풍력 설치 작업에서 인라인 히브 보상 장치나 충격 흡수 장치가 도움이 되는 세 가지 경우는 부유식 풍력 설비와 기초를 위한 해저 인양, 부유식 선박에서 하중을 내려놓는 작업, 항타 중 말뚝의 급강하입니다. 반면 그리퍼, 가이드, 터거 견인줄이 맡는 작업도 살펴봅니다.

작성: Tord Martinsen & Peter Wang · 2026년 4월 · 2026년 9월 업데이트 · 읽는 시간 10분

변화하는 해안 빛 아래의 날개가 셋인 해상풍력 터빈과 노란색 트랜지션 피스.

요약

해저에 다리를 세운 고상 잭업 선박에서는 파도가 후크를 히브 운동시키지 않습니다. 부유식 선박에서는 다릅니다. 선박의 히브, 횡동요, 종동요에 따라 크레인 선단이 움직입니다.
인라인 장치는 세 가지 경우에 도움이 됩니다. 흡입 앵커, 템플릿, 보호 커버 등을 스플래시 존을 거쳐 해저까지 내리는 해저 인양, 접촉 후 크레인 선단의 움직임을 장치의 스트로크가 흡수해 하중을 다시 갑자기 들어 올리는 대신 와이어 장력이 점진적으로 변하도록 하는 부유식 선박의 하중 거치, 항타 중 크레인에 걸리는 최대 하중을 충격 흡수 장치로 제한하는 말뚝 급강하 상황입니다.
장치는 수직 하중 경로에만 작용합니다. 수평 위치와 방향은 가이드, 그리퍼 또는 터거 견인줄로 제어해야 합니다.
당사의 인라인 장치는 12.5~10,000 t(RIGEL, CYGNUS, ANTARES)를 포괄하며, POLARIS 충격 흡수 장치는 75~4,000 t 범위입니다. 각 장치는 선박, 크레인, 리깅, 페이로드 및 해상 상태를 반영한 인양 모델에 따라 선정합니다.

대부분의 해상풍력 인양 작업은 해저에 다리를 세운 잭업 선박이나 부유식 중량물 인양선 또는 건설선에서 수행됩니다. 크레인이 어느 선박에 설치되어 있는지에 따라 히브가 후크에 전달되는지가 결정되며, 인라인 히브 보상 장치의 역할도 대부분 이에 달려 있습니다.

잭업 선박 또는 부유식 선박

고상 잭업 선박은 해저에 다리를 세우므로 파도로 선체나 크레인이 히브 운동을 하지 않습니다. 이때 인양 작업에는 부재에 작용하는 바람, 크레인과 구조물의 유연성, 그리고 옆에 있는 피더 선박처럼 하중을 인수하거나 내려놓는 대상의 움직임이 영향을 줍니다. 그래도 두 가지 잭업 작업에는 인라인 장치가 유용합니다. 부유식 피더에서 들어 올리는 하중은 갑판을 벗어날 때까지 피더와 함께 움직이고, 스플래시 존을 지나는 해저 인양은 크레인이 어디에 있든 파도의 영향을 받습니다. 당사의 신속 인양 관련 글에서는 적응형 장치가 움직이는 갑판에서 하중을 어떻게 들어 올려 분리하는지 설명합니다.

부유식 선박은 파도에 따라 계속 움직입니다. 크레인 선단의 수직 운동에는 선박의 히브, 횡동요, 종동요가 함께 작용합니다. 횡동요에 의한 운동은 선단과 선박 중심선 사이의 거리에, 종동요에 의한 운동은 선단과 선체 중앙부 사이의 거리에 비례하므로, 선단이 선측이나 선수 또는 선미 쪽으로 멀리 뻗으면 선박의 히브보다 더 크게 움직일 수 있습니다. 강성이 큰 와이어와 슬링을 통해 이 운동이 하중에 전달됩니다. 당사의 선박 운동 관련 글에서 계산 방법을 설명합니다.

인라인 장치가 도움이 되는 경우

부유식 풍력 설비와 기초를 위한 해저 인양

부유식 풍력 설비의 흡입 앵커와 계류 장비, 선행 항타용 템플릿, 해저 구조물, 보호 커버는 부유식 선박에서 스플래시 존을 통과해 해저까지 내립니다. 이때 다른 해저 인양과 마찬가지로 스플래시 존의 슬래밍, 항력, 부력, 부가질량과 해저 안착 속도에 따른 하중을 받습니다. 인라인 수동 히브 보상 장치는 권상 시스템을 유연하게 만들어 스냅 하중을 줄이고, 안착 시 하중에 전달되는 크레인 선단의 움직임을 줄입니다. 당사의 35 t GRP 커버 스플래시 존 연구에서는 Hs 1.8 m 조건에서 RIGEL 75 t / 4.5 m를 적용했을 때 최대 와이어 하중이 1,846 kN에서 655 kN으로 낮아지고 슬링이 느슨해지는 사례가 모두 사라졌습니다. 다만 스트로크 여유가 제약 조건이었습니다. 스플래시 존 통과 및 해저 인양 관련 글에서 하중을 설명합니다.

부유식 선박에서 하중 내려놓기

부유식 선박에서 하중을 고정 구조물에 안착시킬 때, 예를 들어 재킷을 미리 설치한 말뚝 위에, 트랜지션 피스를 모노파일 위에, 템플릿을 해저에 내려놓을 때는 첫 접촉 이후에도 크레인 선단이 계속 움직입니다. 강성 리깅을 사용하면 크레인 선단이 올라갈 때마다 하중이 다시 들렸다가 내려오면서 강하게 충돌하는 일이 와이어를 충분히 풀어 줄 때까지 반복될 수 있습니다(그림 1).

그림 1. 부유식 선박에서 고정 기초 위로 하중을 내려놓는 모습으로, 여기서는 모노파일 위에 트랜지션 피스를 안착시킵니다. (A) 강성 리깅에서는 크레인 선단이 올라갈 때 하중이 다시 들리고 강하게 내려앉는 일이 와이어를 충분히 풀어 줄 때까지 반복됩니다. (B) 인라인 수동 히브 보상 장치를 사용하면 접촉 후 크레인 선단의 운동이 스트로크로 흡수되어 와이어 장력이 점진적으로 변하고 하중이 갑자기 다시 들리지 않습니다. 와이어를 풀어 주면 하중이 안착하고 그 무게가 기초로 전달됩니다. 와이어 풀림량과 장치의 튜닝은 인양 모델에서 검토합니다. 정렬은 가이드가 별도로 담당합니다. 개략도이며 축척에 맞지 않습니다.

인라인 수동 히브 보상 장치를 사용하면 접촉 후 크레인 선단의 운동이 스트로크로 흡수되어, 하중을 플랜지에서 갑자기 다시 들어 올리는 대신 와이어 장력이 점진적으로 변합니다. 와이어를 풀어 주면 장치가 수축하고 장치의 힘이 줄어 하중의 무게가 기초로 전달됩니다. 그전까지 하중은 안착면에서 거의 무게가 실리지 않으므로 와이어 풀림이 크레인 선단의 움직임보다 앞서야 하며, 하중을 포함한 장치의 고유주기는 파도 주기와 충분히 떨어져 있어야 합니다. 인양 모델에서 작업 해상 상태별 접촉 속도, 스트로크 및 튜닝을 확인합니다. ANTARES는 밸브를 열고 EQ 기능을 해제해 부드럽게 내려놓는 안착 모드를 추가로 제공합니다.

항타 중 말뚝 급강하

모노파일과 핀파일은 보통 유압 해머로 항타합니다. 말뚝 선단이 약한 토층에 도달하면 말뚝이 급강하할 수 있으며, 이때 크레인 와이어는 여전히 매달고 있는 부분을 멈춰야 합니다. 크레인 권상 라인에 설치한 POLARIS 충격 흡수 장치는 스트로크가 작동하는 동안 힘을 밸브 설정값 부근으로 제한해, 급정지 하중 전체가 크레인에 전달되지 않도록 합니다. 말뚝 급강하 보호 관련 글에서 이 하중 사례와 장치 선정 방법을 설명합니다.

적용되지 않는 경우

인라인 히브 보상 장치는 수직 하중 경로에 작용합니다. 하중의 수평 위치나 방향은 제어하지 못합니다. 이는 가이드와 범퍼, 운동 보상식 말뚝 그리퍼, 터거 견인줄이 담당하며, 인양 계획에는 보통 이 가운데 하나도 필요합니다. 후크와 하중 지지면 모두 움직이지 않는 인양에도 도움이 되지 않습니다. 고상 잭업 선박의 자체 갑판에서 나셀이나 블레이드를 들어 올리는 작업은 부재에 작용하는 바람과 크레인 자체의 동역학이 좌우합니다.

해상풍력 인양 작업 한눈에 보기

인양 대상	일반적인 작업 선박	주요 영향 요인	인라인 장치
모노파일: 세우기, 내리기, 항타	말뚝 그리퍼를 장착한 부유식 선박 또는 잭업 선박	그리퍼의 위치 제어, 항타 중 말뚝 급강하 위험	말뚝 급강하에는 POLARIS를 사용하고, 위치는 그리퍼가 유지
모노파일 위에 트랜지션 피스 설치	잭업 선박 또는 부유식 선박	정렬과 플랜지 또는 그라우트 지지부에 내려놓기	부유식 선박에서는 보상 장치로 내려놓는 충격을 완화할 수 있으며, 작업별로 선정
미리 설치한 말뚝 위에 재킷 설치	부유식 중량물 인양선, 때로는 잭업 선박	스플래시 존 통과와 해저 말뚝 위 안착, 정렬에는 삽입 가이드 사용	보상 장치로 스플래시 존 통과와 안착 시 충격을 완화할 수 있으며, 작업별로 선정
재킷 위에 해상 변전소 상부구조 설치	부유식 중량물 인양선	범퍼와 가이드를 사용한 재킷 위 안착	보상 장치로 안착 시 충격을 완화할 수 있으며, 작업별로 선정
템플릿, 앵커, 해저 구조물 및 커버	부유식 건설선	스플래시 존 하중과 해저 안착	RIGEL, CYGNUS 또는 ANTARES
타워, 나셀 및 블레이드	잭업 선박	부재에 작용하는 바람과 높은 위치에서의 정렬	잭업 선박 자체 갑판에서 들어 올릴 때는 불필요하며, 부유식 피더에서 들어 올릴 때는 ANTARES 신속 인양 적용 가능

해상풍력 인양용 장치 선정

장치는 작업 해상 상태에서의 크레인 선단 위치별 선박 운동, 크레인과 리깅, 페이로드의 질량과 형상 및 유체역학 특성, 안착 기준을 반영한 인양 모델로 선정합니다. 중량물 인양에서는 장치 자체의 길이와 무게도 크레인의 후크 높이와 하중 도표에 영향을 줍니다. CONSTELLATION 모델은 보상 장치 적용 전후의 인양 작업을 시뮬레이션하고 하중, 사용한 스트로크 및 여유도를 보고합니다.

RIGEL (55~1,000 t), CYGNUS (12.5~10,000 t) 및 ANTARES (30~4,000 t)는 인라인 인양용이며 모두 수심 3,000 m까지 정격이 적용됩니다. ANTARES는 인양 중 설정을 바꿀 수 있습니다. 스플래시 존에서는 더 높은 강성과 감쇠를, 그 아래에서는 더 낮은 강성을 적용하며, 안착 모드에서는 밸브를 열고 EQ 기능을 해제해 부드럽게 내려놓습니다. 또한 움직이는 갑판에서 하중을 신속하게 들어 올려 분리할 수 있습니다. POLARIS 충격 흡수 장치는 75~4,000 t 범위입니다.

출처 및 가정

해저 인양과 관련해 언급한 하중은 DNV-RP-N103을 따릅니다. 사례는 당사의 CONSTELLATION 연구 CS-2026-004 (35 t GRP 커버, RIGEL 75 t / 4.5 m, Hs 1.8 m, Tp 7.5 s, 실제 조건 여덟 차례 중 최악의 결과)에서 가져왔습니다. 이는 스플래시 존 통과만을 검토한 예비 평가로, 해저 안착이나 하중 거치 단계는 포함하지 않으며 인증된 해석이 아닙니다. 그림 1은 개략도입니다.
설치 방법에 관한 설명은 일반적인 내용입니다. 개별 작업의 방법, 선박 및 장비는 해당 작업의 엔지니어링 검토에 따라 결정됩니다.
제품 범위는 2026년 9월 당사 제품 자료를 기준으로 합니다.

자주 묻는 질문

해상풍력 설치에 히브 보상이 필요한가요?

해저에 다리를 세운 고상 잭업 선박에서 수행하는 대부분의 인양에는 필요하지 않습니다. 파도가 크레인을 움직이지 않기 때문입니다. 다만 부유식 피더에서 하중을 들어 올리거나 스플래시 존을 통과하는 해저 인양은 예외입니다. 부유식 선박에서는 파도에 따라 크레인 선단이 움직이므로, 그 운동이 중요한 스플래시 존 해저 인양과 고정 기초 또는 해저에 하중을 내려놓는 작업에 인라인 보상 장치가 도움이 됩니다.

히브 보상 장치가 피더 바지선에서 부재를 들어 올리는 데 도움이 되나요?

도움이 될 수 있습니다. 잭업 선박의 후크는 움직이지 않지만, 부유식 피더 위의 부재는 갑판을 벗어날 때까지 피더와 함께 움직이므로 느리게 권상하면 갑판과 다시 부딪힐 수 있습니다. ANTARES 같은 적응형 장치는 하중을 신속하게 들어 올려 갑판에서 분리할 수 있습니다. 크레인, 후크 높이 및 부재에 이 방식이 적합한지는 인양 모델로 확인합니다.

히브 보상 장치와 말뚝 그리퍼의 차이는 무엇인가요?

히브 보상 장치는 수직 하중 경로에 인라인으로 작용하며, 크레인 선단의 움직임을 스트로크로 흡수합니다. 운동 보상식 말뚝 그리퍼는 부유식 선박에서 모노파일을 내리고 항타하는 동안 수평면에서 위치를 유지합니다. 두 장치의 역할은 다릅니다.

말뚝이 급강하할 때 충격 흡수 장치는 크레인을 어떻게 보호하나요?

항타 중 말뚝이 급강하하면 크레인 와이어는 여전히 매달고 있는 부분을 멈춰야 합니다. 크레인 권상 라인에 설치한 POLARIS 같은 충격 흡수 장치는 스트로크가 작동하는 동안 힘을 밸브 설정값 부근으로 제한하므로, 크레인에 급정지 하중의 최대값이 그대로 걸리지 않습니다.

해상풍력에 적합한 Norwegian Dynamics 장치는 무엇인가요?

인라인 인양에는 12.5~10,000 t를 포괄하고 수심 3,000 m까지 정격이 적용되는 RIGEL, CYGNUS, ANTARES가 적합하며, 말뚝 급강하에는 POLARIS가 적합합니다. POLARIS 충격 흡수 장치의 범위는 75~4,000 t입니다. 장치 선택은 페이로드, 선박 및 해상 상태를 반영한 인양 모델에 따릅니다.