풍력발전의 구조

풍력발전은 환경부하가 적은 발전방법으로 주목받아 유럽을 비롯한 여러 나라에서 도입 수를 늘리고 있는 발전방법입니다.

우리나라에서도 최근 풍력 발전기의 설치수가 증가해 태양광에 계속 되는 재생 가능 에너지로서 인식이 높아지고 있습니다.

그렇다고는 해도, 풍력 발전에 대해 자세히 알고 있는 사람은 아직 많지 않은 것 같아서 간단히 소개코져합니다.

풍력발전의 구조

풍력발전은 바람의 힘을 이용하여 풍차를 돌리고 풍차의 회전운동을 발전기를 통해 전기로 변환하는 발전 방법입니다.

바람이 강하고 풍차의 회전 속도가 너무 올라갈 때는 안전을 위해 회전을 정지할 수 있도록 되어 있습니다.

가변 피치기구

「가변 피치 기구」란, 바람의 강도에 따라 날개 각도를 자동적으로 바꿀 수 있는 구조입니다.

프로펠러식 비행기에서 힌트를 얻은 것으로, 풍차가 멈춘 상태에서 기동할 때나 바람이 약할 때에는 바람에 대한 날개 각도를 크게 하여 바람을 많이 받도록 합니다.

반대로 바람이 강할 때에는 날개 각도를 작게 하여 필요한 만큼의 바람을 받고 여분의 바람은 받아 넘김으로써 풍차의 손상을 막고 있습니다.

블레이드

풍차의 날개 부분을 「블레이드」라고 부릅니다.

위 사진과 같은 수평축형 풍차 블레이드의 대부분은 '프로펠러형' 세 장 날개입니다.

프로펠러 형 풍차는 블레이드의 수가 적을수록 회전이 빨라지는 특징이 있습니다.

증속기

증속기는 기어를 이용하여 블레이드의 회전을 발전에 필요한 회전수까지 증폭시키는 작용이 있습니다.

바람에 의해 만들어진 블레이드의 회전 속도를 더욱 늘리면 발전 효율 향상에 도움이 됩니다.

증속기를 사용하지 않고 블레이드를 조합한 "로터"와 발전기가 직접 연결되어 있는 타입도 만들어져 있습니다.

발전기

풍차의 회전운동을 전기로 변환하는 것이 바로 '발전기'입니다.

발전기는 21세기에 들어온 이래로 현저하게 대형화되어 왔습니다.

2000 kW이상 발전할 수 있는 것이 주류가 되어, 자연 에너지 대국인 유럽에서는 9500 kW클래스의 초대형기를 개발·운용하고 있습니다.

방위제어기구

'방위제어기구'는 바람을 정면으로 받기 위해 풍향에 맞추어 블레이드를 선회시키는 장치로 '요 제어'라고도 합니다.자동 모터로 작동해, 효율적으로 바람을 파악할 수 있기 때문에, 「가변 피치 기구」와 함께 현대의 풍력 발전기에 빠뜨릴 수 없는 설비입니다.

풍력발전의 특징

풍력발전의 장점

풍력 발전의 장점은 일정한 풍속이 있으면 밤낮으로 전력을 만들어 주는 발전 방법이라는 점입니다.

자연 에너지를 이용하기 때문에 자원이 고갈될 우려가 없고, 태양광 발전과 마찬가지로 연료가 필요하지 않으므로 배기가스나 CO2, 타다 남은 사용 후 연료 처리 등도 발생하지 않으며, 친환경적이고 깨끗한 에너지입니다.

근래에는, 육상에 비해 강한 바람이 비교적 안정적으로 부는 바다 위에서의 풍력 발전의 개발이 활발해지고 있습니다.

풍력발전의 단점

자연의 바람을 이용하는 발전 방법이기 때문에, 풍향이나 풍속에 따라서는 발전량이 내릴 우려가 있어 전력을 매일 일정량 공급한다고 하는 「안정성」 면에서는 약한 부분이 있습니다.

계절과 기후에 좌우되기 쉽고, 또한 태풍 등의 폭풍 시에는 블레이드 손상 등의 위험이 있으므로 가동시킬 수 없습니다.

또한 연간 바람이 강한 장소가 아니면 발전 효율이 나빠지기 때문에 건설 장소의 후보지도 제한됩니다.

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