Nothing, Everything _ Soli Deo Gloria

3. 풍력 에너지 현황

   1) 국외 현황

- 유럽을 중심으로 성장했던 풍력발전시장은 최근 아시아와 북미시장에서 폭발적 성장으로 2005~8년 연평균 32.9% 성장했다.

- 2009년 세계 풍력시장은 금융위기 영향으로 전년대비 12.5% 성장한30.4GW 수준으로 전망되나, 이후 2013년까지 16~17% 고성장이 예상된다.

- 중국을 중심으로 아시아와 북미 시장의 성장이 빠르게 진행될 전망된다.

   2) 국내

- 2008년 9월 국내풍력발전규모는 278MW 수준이나 2012년까지 2,250MW규모로 확대될 전망으로 매년 500MW 수준으로 추가 증설될 전망이다.

- 주요 풍력발전단지는 강원도와 동해, 제주도를 중심으로 개발 되었으며, 수도권 및 서해안으로는 난지도와 새만금지대가 있다.

▲풍력 발전기 설치 현황

▲풍력발전기 설치 추진 현황

4. 풍력 발전기 시스템

1) 시스템 구성 : 풍력이 가진 에너지를 흡수, 변환하는 운동량변환장치, 동력전달장치, 동력 변환장치, 제어장치 등으로 구성된다.

          (1) 기계장치부

바람으로부터 회전력을 생산하는 Blade(회전날개), Shaft(회전축)를 포함한 Rotor(회전자), 이를 적정 속도로 변환하는 증속기(Gearbox)와 기동·제동 및 운용 효율성 향상을 위한 Brake, Pitching & Yawing System등의 제어장치부문으로 구성된다.

         (2)전기장치부

            발전기 및 기타 안정된 전력을 공급토록하는 전력안정화 장치로 구성된다.

         (3)제어장치부

풍력발전기가 무인 운전이 가능토록 설정, 운전하는 Control System 및 Yawing & Pitching Controller와 원격지 제어 및 지상에서 시스템 상태 판별을 가능케하는 Monitoring System으로 구성된다.

- Yaw Control : 바람방향을 향하도록 블레이드의 방향조절

- Pitch Control : 날개의 경사각(pitch) 조절로 출력을 능동적 제어

- Stall(失速) Control: 한계풍속 이상이 되었을 때 양력이 회전날개에 작용하지 못하도록 날개 의 공기역학적 형상에 의한 제어

       (4) 부품 구성도

 2) 풍력발전기 시스템 종류

(1)시스템의 형태에 따라 수직축 풍력발전기(VAWT: vertical axis wind turbine)와 수평축 풍력발전기(HAWT: horizontal axis wind turbine)으로 구분된다.

1) 수직축 풍력발전기 :

- 로터의 형태에 따라 H-형과 다리우스형으로 분류된다.

- 1980년대 후반까지 연구개발이 활성화되었으나 상용화에는 실패한 것으로 알려져 있다.

2)수평축 풍력발전기 :

- 회전축이 바람의 방향에 대해 수평인 시스템으로 타워와 로터의위치에 따라 맞바람 형식(upwind type)과 뒷바람 형식(downwindtype)으로 구분된다.

- 수평축 풍력터빈은 또한 기어의 유무에 의해 분류되며, 기어박스에 따라 발전기의 종류가 결정된다.

(2)출력제어방식상 분류로 실속제어방식(stallregulated type)과 피치제어방식(pitch regulated type)으로 분류할 수도 있다.

(3) 전력사용방식상 분류로 계통연계(grid connected type)와 독립 및 복합운전(stand-aloneand hybrid type)으로 분류할 수도 있다.

(2) 해상 풍력 발전기

- 대단위 풍력발전단지의 건설은 육지에서는 한계로 인해 해상으로 이동하고 있는 추세이다.

   1) 장점

-해상풍력발전 시스템은 장애물감소로 풍속이 육지보다 20% 증가하여 출력이 40% 증가하는 장점이 있어 건설비용을 상쇄할 수 있다.

- 수십만 kW 출력이 가능한 대규모발전단지가 운영 가능하다.

- 육상의 부족한 부지문제 및 환경소음을 해결할 수 있고, 육상에서 이송하기 어려운 60m 이상의 대형발전기 날개를 이용할 수 있다.