안녕하세요? 스티밋 뉴비 
전기에너지 관련 포스팅이 거의 막바지에 다다른 것 같은데요. 오늘은 태양광과 더불어 주목받고 있는 신재생에너지원인 풍력발전에 대해 알아보겠습니다.
지난 포스팅
- 전기는 어떻게 만들어지나요?(How is electricity made?)
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- [기획] 원자력발전소의 원리
- [기획] 복합발전의 원리
- [기획] 수력발전의 원리
- [기획] 폐기물 발전의 원리
- [기획] 태양광 발전의 원리
풍력발전의 이해
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풍력발전은 지구의 대류 현상에 의해 생기는 바람의 힘을 이용해 풍력터빈을 돌려 발전하는 시스템으로, 태양광과 더불어 온실가스를 발생하지 않는 청정 에너지자원으로 각광받고 있습니다. 독일, 프랑스를 비롯한 유럽 선진국들을 중심으로 최근 급격히 설치용량을 늘리고 있으며 발전비중이 점점 확대되고 있는 추세입니다.
또한 이러한 막대한 수요를 바탕으로 베스타스(Vestas, 덴마크), 지멘스(Siemens, 독일) 등이 세계 풍력산업을 주도하고 있습니다. 중국도 친환경 에너지 정책의 일환으로 폭발적인 성장과 수요를 달성하고 있는 실정입니다. 그러나 국내 풍력발전 시장은 그리 녹녹치 않습니다. 자연환경 요인 등으로 풍력발전의 수요가 미비하여 시장규모가 작아 관련업체들이 성장하는데에는 한계가 있습니다.
풍력발전 시스템 구성
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풍력발전 시스템은 크게 블레이드(로터), 너셀, 타워, 기초로 구성되어 있습니다. 블레이드는 바람을 받는 날개에 해당되구요. 너셀은 기어박스와 발전기 그리고 이 둘을 연결하는 주축으로 이루어져 있습니다. 타워는 로터와 너셀을 지지하며 기초는 풍력시스템에서 가장 중요한 지지 역할을 합니다. 일정한 속도의 바람이 불어야 발전이 시작되며 그림에서는 10m/s의 풍속이면 500kW의 전기를 생산하게 되는 것입니다.
풍력발전의 종류
다리우스형-Darrieus Type
1920년 프랑스에서 개발된 다리우스 풍력터빈은 바람에 의해 안과 밖으로 회전하는 수직 회전블레이드 구조이다. 수평축 터빈보다 높은 효율로 작동할 수 있으며, 구조가 단순하고 바람의 방향에 영향을 받지 않는다는 장점이 있다.
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사보니우스형-Savonius Type
1922년 핀란드에서 개발된 사보니우스 터빈은 구조적으로 가장 단순한 풍력터빈 중의 하나이다. 반원통의 날개를 마주보게 하여 구동하는 구조로서 위에서 보면 단면이 "S"자 모양을 가지고 있다. 비교적 천천히 회전하지만 큰 회전력을 갖고 있어 에너지 추출 효율보다 풍속계처럼 설치비용 및 내구성이 중요시되는 곳에 적용된다.
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자이로밀형 - Giromil Type
자이로밀형 터빈은 수직으로 붙여진 대칭형 블레이드가 바람방향에 따라 자동적으로 최적의 반각 영각을 얻는 구조의 풍력발전이다. 쉬운 설계 및 설치가 가능하지만, 다리우스 풍력터빈에 비해 효율이 낮고 더 높은 풍속조건이 요구되는 단점이 있다.
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헬리컬형 - Helical Type
미국에서 수력터빈용으로 개발된 헬리컬 터빈은 다리우스 터빈의 진보된 형식이다. 두개의 날개가 나선형으로 올라가는 구조로 모든 위치에서 제어가 가능하고 다리우스 터빈에 비해 소음, 진동의 특성이 개선되었지만, 아직 발전용으로 보급되지는 못하고 있다.
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프로펠러형 - Propeller Type
프로펠러형 터빈은 회전축이 바람이 불어오는 방향에 수평으로 설치된 풍려발전 시스템으로서 현재 대부의 풍력발전시스템으로 인정되고 있습니다. 수평축형 풍차의 용도에 따라 블레이드의 수가 다른데, 보통 2개 또는 3개의 블레이드풍차를 사용합니다.
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풍력발전 역시 태양광발전과 같이 민원 등 주민수용성 문제를 해결해야 하며 정책적인 부분에서도 시장환경 개선과 적극적인 지원책이 중요하다고 생각합니다. 최근 추진하고 있는 해상풍력 등으로 발전비중을 지속적으로 늘려야 하며, 이러한 내수시장을 기반으로 관련산업 생태계도 동반 성장할 수 있다고 생각합니다.
요즘 많이 이슈되고 있는 미세먼지 문제의 해결과 온실가스의 감축에 이런 친환경 에너지의 사용이 요구되고 있습니다. 점진적인 에너지 전환으로 미래 산업의 발전과 후손들이 깨끗한 환경에서 지낼 수 있는 토대를 만들어 주는 것이 중요하다고 생각합니다.