대체에너지 풍력
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풍력
풍력에너지란 바람의 힘을 빌려 에너지를 얻는 방식의 대체에너지입니다. 자세히 말하자면 바람에 의해 회전되는 프로펠러가 중심축을 통해 동력을 전달하여 발전기가 회전하게 됩니다. 그 기계적 에너지에서 전기를 얻는 것입니다. 발전기는 지면과 회전축의 방향에 의해서 수평형과 수직형 두 종류로 나뉘고 증속장치, 제어장치, 유압 브레이크 장치, 전력 제어장치, 철탑으로 구성되어 있습니다. 또 날개가 두 개인 형태와 세 개인 형태가 있는데 두 개인 형태의 풍력발전기는 주로 바다에 세우는 초대형 발전기로써 3-6MW(메가왓트)의 발전용량을 낼 수 있고, 세 개인 형태의 풍력발전기는 주로 지상에 세워집니다.
풍력 에너지의 개발의 가장 큰 장점으로는 자연의 바람을 그대로 이용하기 때문에 환경파괴에 미치는 영향이 전혀 없다는 것입니다. 또한 차지하는 토지의 면적이 많지 않아서 공간 활용에도 효율적이고 대규모의 풍력 발전 단지 같은 경우에는 그 단가가 높지 않아서 굉장히 경쟁력 있는 발전 방식입니다. 풍력 발전기 1대가 1년간 생산하는 전력(400,000kWh)은 약 120~200통의 석탄을 사용한 효과와 같으며 그 외에 석탄을 사용하면서 생기는 황산, 질소산화물, 이산화탄소 등의 발생을 억제할 수 있는 효과가 있습니다.
풍력이라는 에너지 부분에서도 미국이 풍력발전기를 가장 많이 활용하고 있는 나라입니다. 미국은 캘리포니아에 대규모 풍력발전소를 중심으로 하여 연간 30억 kWh의 전력을 만들어내서 캘리포니아 도시 전체 전기소비량의 1.2%를 공급하였다고 합니다. 미국의 풍력발전보다 더 많은 비중을 두고 있는 나라가 있는데 그 나라는 덴마크입니다. 덴마크는 98년에 조사한 결과 약 4900여개의 풍력발전기가 생산 전기소비량의 7%를 차지하고 있고 44만여 가구에 공급할 수 있는 양이라고 합니다.
현재 우리나라의 풍력발전은 전국 각지로 풍력발전에 적합한 장소를 기상관측소의 통계자료와 일부 지역에서 측정한 자료를 바탕으로 찾는 조사를 한 결과 우리 나라는 아직 여러 가지로 미흡한 실정입니다. 그렇다고 전혀 없는 것은 아닙니다. 현재 한국에너지기술연구소가 외국의 풍력발전시스템과 국내 풍력발전의 기술을 접목시켜서 제주도 월령에 풍력발전기를 여러 대 설치하여 가동하고 있습니다. 또한 제주도 중문단지에도 250kW급의 발전기가 운영되고 있으며 앞으로 더 많이 설치할 예정입니다.
풍력발전의 국내 개발 기술 현황.
風력 발전 관련 기술은 이미 실용화 단계이기 때문에 요소 기술 개발보다는 풍력 발전기의 저가화와 대형화 및 보급 확대에 치중하는 경향이다. 많은 국가에서 경쟁적으로 풍력 발전기를 보급하고 있다. 현재 가장 많은 풍력 발전기가 운전되고 있는 국가는 미국으로서 캘리포니아의 대규모 풍력 단지를 중심으로 현재 총 1,619MW용량을 지닌 2만여대의 풍력발전시스템에서 연간 38억kW의 전력을 생산하고 있으며 시설추가에 박차를 가하고 있다.
미국은 AWEA(American Wind Energy Association)가 2000년도까지 약 100,000 MW 정도의 풍력 발전기를 보급하기 위한 Wind Power 2000계획을 채택하여 추진하고 있다.
유럽 국가 중 독일은 2000년까지 1,000 MW의 보급이 이루어질 전망이며, 영국은 950 MW, 덴마아크는 750 MW의 보급 확대가 예상된다. 또한, 2005년까지 영국이 2,200 MW, 독일이 1,550 MW, 덴마아크가 1,05 0MW 정도의 풍력 발전기를 보급할 계획이므로 2000년대 초에는 전세계 풍력 발전의 보급 규모가 9,200 - 14,000 MW 정도에 이를 것으로 전망된다.
국내의 기술 개발 현황은, 1단계 대체 에너지 기술 개발사 업으로 전국 64개 기상청 산하 기상 관측소의 통계 자료와 도서 및 내륙 일부 지역의 측정 자료를 이용한 풍력 자원 특성 분석이 우리 연구소에 의해 이루어 졌으나 지역적 조건에 크게 영향을 받는 풍력 자원의 특성 때문에 아직 기초 통계 자료의 정비가 미흡한 실정이다. 따라서 앞으로 풍력 발전 유망 지역에 대한 풍력자원의 정밀한 평가와 풍력 단지 건설에 대한 타당성 평가 사업이 지속되어야 한다.
풍력 발전기 개발은 한국과학기술연구원이 1단계 대체 에너지 기술 개발 사업으로 20kW급 수평축 풍력 발전기의 국산화를 시도하였고, 2단계 사업에서는 복합 재료 전문 업체인 한국화이바(주)가 다리우스형(Darrieus) 수직축 300 kW급 풍력 발전기를 개발하여 시운전을 시도하여 본 결과에 의하면 성능과 신뢰성의 확보가 충분하지는 못하였으나, 본격적인 기술 개발의 계기가 되었다.
풍력발전의 국산화와 병행하여 이용 기술을 개발하기 위한 목적으로 한국에너지기술연구소가 이미 신뢰도가 확립된 외국의 풍력 발전시스템의 도입과 국내 시스템운용기술을 접목시켜 제주 월령에 100 kW급 및 30 kW급, 20kW급 풍력 발전기를 여러기 설치해 가동하고 있으며, 계통 연계형 풍력 발전기의 이용 기술 개발과 성능과 운전 특성에 대한 각종 측정과 분석 작업을 수행하고 있다.
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