풍력 발전기의 장기 투자 타당성검토

2010년5월26일 (계속 작성중...)

내가 본 풍력 발전기는 항시  블레이드(날개)가 멈춰 있는게 의아하고

그 커다란 날개를 멈추는 방법과 강풍에도 흔들리지 않는 고정의 원리가 궁금하여

조사를 시작한것이 독일이 풍력발전으로 원자력 발전소 6기의 이상의 전력을  생산하는 것과

동일한 전력을 생산하고 전세계 풍력 발전 설치  37%까지 점유하는것을 보고

이제  투자 수익률의 계산까지오게 되었다.

작년 매봉산을 지날 때도 날개는 멈춰 있었고 며칠전의 대흥도도 마찬가지이며

시화 방조제를 지날때의 풍력 발전기도 (이것은 설치중이다.) 멈춰있었다.

현제 태백시에 문의중이고 간단히 조사한 바로는 소형은 날개를 젖히고 대형은 유압으로

날개의 각도를 꺽어 와류를 피하거나 스톨을 이용하는 방법 브레이크를 사용하는 방법이 있다.

 

 시화 방조제 끝의 건설중인 풍력 발전기 .낙뢰를 대비한 설비는 없어 보인다.

 날개는 겨울철을 대비하여 결빙 방지처리가 되어야 하고 특수한 유리섬유나 복합 탄소합금으로 만들어

탄력이 있어야 하며 2개의 날개도 있지만 3개가 효율성에서 보다 좋으며 4개는 강풍에 견디지 못하며

형태는 수직형 날개도 있으며 이런 모양의 앞뒤 양날개도 있다.

 더 높은 높이도 가능하지만 몸통을 옮길 도로폭이 좁다.

 

 

 

 암벽등반의 안전밸트가 걸려 있는데 천장부터 늘어진 쟈일의 보프라기가 심하다.

 전체를 살펴보니 30년간 운영후 폐기물 처리를 한다고 하여도 (날개  부분은 조사 미흡상태로

확인 할수 없지만) 폐기물이 아닌 자원이 된다.

 하기는 동아 닷컴 디지털 스토리의 원문 그대로 옮긴 것이며 주석이 많지만

 이해를 쉽게하고 재미있게 적어 놓은 글이 보기 좋아  그대로 일부를 옮겼다.

  http://news.donga.com/Series/List_70010000000684/3//20090309/8705181/1 원문보기

버핏이 지분 가진 전력회사
작년 18억달러 풍력 투자
주주들에게 자세히 설명해

워런 버핏은 올해도 어김없이 2월 말일자로 버크셔해서웨이의 결산을 마무리하면서

주주들에게 편지를 보냈다. 주된 내용은 실질적인 회사의 경영 성과와 지난해 있었던

회사 경영진의 변화, 주요 주식 매입, 투자성과 등 영업상 주요 변화에 대한 설명이었다.

버핏은 편지에서 이외에 주식 투자원칙과 투자관도 설명했다.

 현재처럼 한 치 앞을 예측하기 어려운 전 세계적인 경제위기 상황에서

버핏은 주주들에게 무엇을 얘기하려고 했을까.

현재의 경제위기에 대해 버핏은 이전에 보지 못했던 심각한 경제위기를

인식하면서도 평상심을 유지할 것을 주문했다.
“2008년에 우리는 힘든 한 해를 보내기는 했지만 과거에는 이보다

더 큰 시련도 있었다는 사실을 잊지 말기 바랍니다. 20세기만 두고 보더라도

우리는 두 차례의 전쟁을 치렀고(그중 하나는 처음부터 패배가 예견되어 있었습니다)

12번 정도의 패닉과 불경기가 일어났으며 1980년에는 심각한 인플레이션으로

기준금리가 20% 수준까지 치솟았으며 1930년대에는

대공황으로 실업률이 몇 년간 15∼25%를 기록하기도 했습니다.

미국은 그동안 수많은 도전에 직면해 왔습니다.”

이어서 평소에 늘 이야기하던 대로 남들이 두려워할 때 용기를 잃지 말라고 강조했다.

“하지만 우리는 이를 모두 잘 극복해 왔습니다. 수많은 장애물에 맞서면서

미국인의 생활수준은 1900년대에 무려 7배 이상 성장했습니다.

 다우존스산업평균지수 또한 66에서 11,497로 뛰어올랐습니다.

 다른 세기에 인류가 극히 미미한 발전을 이루었다는 것을 감안한다면

 지난 세기에 우리가 달성한 성과는 실로 경이적입니다. 물론 항상 순탄했던 것만은 아니지만

 미국의 경제구조는 시간이 지날수록 크게 발전해 왔습니다. 다른 어떤 경제구조보다도

인류의 잠재력을 크게 이끌어냈으며 앞으로도 그럴 것입니다.”

또 경제위기 상황에서 버크셔해서웨이의 경영방침을 크게 네 가지로 밝혔다.

 이를 요약하면 △견고한 요새 같은 재정구조 유지(높은 유동성 확보)

△영업부문의 경쟁력 △새로운 수익원 창출 △경영진에 대한 보상과 뛰어난 경영자 계속 확충이다.

충분한 유동성으로 위기에 대비하지만 회사의 영업부문에서는

적극적인 노력으로 시장 지배력을 강화하겠다는 것이다. 여기엔 평소에 자신의

주식투자 원칙인 ‘남들이 과한 욕심을 부릴 때 두려워하고 남들이 공포로 두려워할 때

 탐욕을 부린다’는 철학이 녹아있다.

또 이번에 주주들에게 보낸 편지에서

특이한 내용은 버크셔해서웨이가 87.4%의 지분을 보유하고 있는

전력회사 ‘미드아메리칸’에 대한 자세한 설명이다.

 미드아메리칸은 2008년 한 해 동안(그전까지 전무했던) 풍력발전에 18억 달러에 달하는

 대규모 투자를 감행했다. 이를 통해 전체 발전량의 20%를 풍력에 의존하게 되었으며

미국에서 가장 큰 풍력발전회사가 됐다. 이는 신재생에너지에 대한 버핏의

장기투자를 엿볼 수 있는 대목이다.

한편 일부 언론은 2008년 9월 리먼브러더스의 파산과 그에 따른 주가 폭락

이후 버핏이 우량주를 적극적으로 매입한 것에 대해 무리한 투자라고 비판했다.

하지만 이번 2008년 결산실적 보고서에 나타난 버크셔해서웨이의 실적을 보면

 순자산가치의 변화는 단지 ―9.6%로 스탠더드앤드푸어스(S&P)500지수의 하락률인 ―37%에 비하면

상대적으로 선방했다. 또 1965년부터 2008년 말까지의 연평균 수익률은 20.3%이며

누적수익률은 무려 36만2319%로 원금 대비 3623배 올랐다.

이는 S&P500지수의 누적수익률 4276%에 비하면 어마어마한 기록이라고 할 수 있다.

예를 들어 1965년에 100달러를 투자했다면 현재 무려 36만2319달러가 되었다는 뜻이며

 S&P 수익률보다 무려 84배가 더 많은 것이다. ****************************************************************************************

실제 모델인 햇빛 살림 태양광 발전기가 2400평의 부지에

시설비 21억 5천만원에을 투입하여 월 생산량 800KW생산하여

월 수익이 2400만원이면 4%대의 은행이자에 비하면 3배정도 되는데

이는  조금더 편안하고 무한정인 수익을 창출한다고 보이는데

이제 조금더 리스크가 큰 풍력 발전의 수익률을 따져 보기전에 위험성도 알아야 한다.

가장 흔한 작동 정지의 원인으로 전량 수입 모델이라 기술자가 부족하고 수요와

생산량이 너무 많아 부품이 부족한 것이며 ,관련 법규, 인허가 바람의 질문제, 환경문제

설치 비용등을 확인하여야 한다.

 

태양광 발전기  설치하신분도 설치업체가 부도가 나버려

수리도 못하는 경우도 있는 것을 알아야 한다.

 

 하기 사진을 보면 풍력의 잠재력은 상당히 많음을 알수 있다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 LED광고판에 붙은 풍력 발전기

 

 풍력 발전기의 날개가 꼭 3개가 안되어도 되는 것을 보여준다.

 

 계곡의 바람을 돛으로 집중시킨 풍력 발전소 이다.

 

드디어 태백시에서 답신이 도착하였다.

* 10월21일 시민연대 게시판을 통해 제보해주신 매봉산 풍력발전기 가동중지에

대한 현황을 파악하여 공지해드립니다.

 ▣ 운전현활

 총 5기 (기종: Vestas V-52 (850 Kw급)중 1,2,4호기 정상운전  3,5호기 가동 중지.

▣ 가동중지 원인

 유압펌프 불량 : 유압호스 누유뷰뷴발생 ( 펌프 및 호스 교체 요구 됨)

▣ 조치사항

 ○ 9월 7일 3호기 가동정지 (오일압력 정상치 미달, 유압블럭 이상 발견)

 ○ 9월 13일 5호기 가동정지 (3호기와 동일한 원인)

 ○ 9월 23일  국내체류 Vestas 기술진 2명 태백도착, 정비, 필수부품 자사요청.

 ○ 다음주  중국주둔 Vestas 기술진입국, 부품도착. 정비예정.

 * 상세문의: 태백시 경제교통과

※ ※ ※ ※ ※  하기 승민이의 블러그 풍력을 공부하다에서 발췌 (복사허락 4개월동안 묵묵무답)

1.풍력발전이란?

풍력발전이란 공기의 유동이 가진 운동 에너지의 공기력학적(aerodynamic) 특성을 이용하여

Roter를 회전시켜 기계적 에너지로 변환시키고 이 기계적 에너지로 전기를 얻는 기술이다.

풍력에너지를 날개를 이용하여 전기에너지로 바꾸는데 이때, 날개의 이론상 풍력에너지중 59.3%만이

전기에너지로 바뀔 수 있는데 이것도 날개의 형상에 따른 효율, 기계적인 마찰,

발전기의 효율 등을 고려하면 실제적으로 20 ~ 40%만이 전기에너지로 이용된다.

2.풍력발전의 기원

풍력발전은 덴마크 태생은 PAUL LA COUR가 1891년에 세계최초의 풍력터빈으로부터

전기를 발생시켰고 회전자의 공력특성에 관한 연구도 동시에 수행하였다.

1970년대 이후에 덴마크와 미국 등에서 개발되기 시작하여 80년대부터 본격화되었다.

각국의 풍력발전에 대한 대응자세(도입실적과 목표)는 표 1과 같은데,

풍력선진국인 덴마크에서는 이미 국가전체 전력공급의 5～8%를 풍력에 의존하고 있다.

한편 일본에서는 1924년 이부키산 정상에 시험 제작한 것이 제1호기인 것으로 알려지고 있다.

그러나 제1호기는 아쉽게도 실패로 돌아갔다. 그 후에는 1938년 홋카이도에서

야마다식 풍차가 개발되어 전쟁이 끝난 후까지 어촌 및 개척농가 등에 도읍․도입되었으나

 출력이 약해(200～300W급) 70년경에는 수요가 급감했다.

일본에서 풍차이용이 발전하지 못한 이유는 다음과 같은 것을 들 수 있다.

① 산지가 많고 비가 많이 내리기 때문에 물을 이용하는 것이 유리하여 풍차보다는 수차가 발달했다.

② 바람은 재해를 동반할 것을 보고 기피되었다.

③ 인구밀집지․동력수요가 많은 도회지에서는 바람이 약하다

(강풍지대에 사람들이 거주하는 것을 꺼림=과소지역).

④ 간단하게 만들어진 풍차는 태풍 등에 의해 파손되었다.

또 최근에는 1992년 4월에 전력회사에 의한 신규에너지대상

잉여전력구입제도가 실시되면서 그 후에 국가에 의한 지원책, 세계적인 환경보전에 대한

 요청 등을 계기로 대형풍력발전기의 도입이 계획되었다.

 

3.풍력발전의 원리

선풍기는 전기의 힘으로 바람을 일으킨다.

그와 달리 풍력발전은 선풍기의 원리를 거꾸로 적용한 것이라 할수 있다.

즉, 바람의 힘으로 날개를 돌리면 날개의 수평축이

발전기의 회전자 역할을 함으로써 전기를 발생하게 된다.

 

4.풍력발전기의 회전축에따른 분류

풍력발전기의 형식은 일반적으로 두 종류가 있다.

 하나는 풍차와 같이 날개의 축이 수평을 이루고 있는

수평축 방식(Horizontal-axis model)이고,

두번째는 풍향계처럼 국자를 방사선 형태로 여러 개 달아

 놓은 듯한 교반기형 방식(Eggbeater-style Darrieus Model)이다.

하지만 효율면에서 월등한 수평축 형식이 압도적으로 채택되고 있다.

ｏ 수직축 풍력발전시스템(Vertical Axis Wind Turbine)

- 회전자축이 지면에 대해 수직으로 회전한다.

- 바람의 방향에 관계없이 운전되는 특징이 있으므로 바람 추적장치가 필요없어 구조가 간단하고 시스템 가격이 저렴하다.

- 미국 등의 몇몇 회삭 개발을 지속 중에 있으나 대형화에 실패하여 시용화된 대용량

시스템은 없다.

ｏ 수평축 풍력발전 시스템(Horizontal Axis Wind Turbine)

- 회전자축이 지면에 대해 수평으로 회전한다.

- 바람에너지를 최대로 받기 위한 바람추적장치 등이 필요하여 시스템 구성이 다소 복잡하나

지속적인 기술개발로 현재 가장 안정적인 고효율 풍력발전 시스템으로 인정받고 있다.

- 현재 세계 시장에 풍력발전기의 대부분을 차지하고 있으며, 지속적인 기술개발로 보급 잠재력이 가장 큰 시스템이다.

5.풍력발전기의 구조 (수평축형식)

로터

로터는 날개를 회전축에 붙이기 위한 허브 및 날개피치각의 가변구조로 구성되어 있다.

로터는 바람으로부터 에너지를 흡수함과 동시에 시스템의 안전성을 확보하는 중요한 요소이다.

블레이드(날개)

풍력발전의 회전력을 얻는 부분으로서 양력으로 변환시켜 회전시키는 기계적 에너지로 변환하는데

 이 회전력이 증속 장치를 통하여 발전기의 정격회전수로 증속한 후 발전기를 구동 킨다.

터빈 블레이드 설계자는 보다 고양력을 얻기 위해 설치하고자 하는 터빈의 특성에 맞기 익형의 종류를 결정하게 된다.

날개는 강화섬유유리 재질이며 각 날개 끝쪽은 주 날개에 대해 약 80˚ 정도 틀어지게 되어있고

이 작동은 유압에 의해 행해진다.

날개의 수에 따라 2매 및 3매 방식이 있다.

3매 방식은 2매방식에 비해 연간 발전량이 수%정도 유리하며, 진동특성의 면에서도 유리하다.

 2매방식은 날개를 수평으로 유지할 수 있기 때문에 바람의 방향에 관계없이

실속flatter의 위험성을 적게 할 수 있어 강풍시 날개에 걸리는 하중을 작게 할 수 있다.

따라서 나셀 및 타워의 경량화를 꾀할 수 있다.

Nacelle

Nacelle은 풍력에 의해 얻어진 로터의 회전에 의해 얻어진 기계적에너지를

전기에너지로 변환하는 데에 필요한 장치와 변동하는 풍량 및 풍속에 대한

제어구동장치를 나셀내에 수용하여 타워상에 설치되는 것으로서 가변피치각 구동장치,

브레이크, 발전기, 요구동장치(Yaw Controll) 등으로 구성된다

 

가변피치각 구동장치

기동풍속 이상시 로터의 기동토크를 충분히 얻기 위한 기동운전,

정격풍속이상에서의 정격출력을 일정히 하기 위한 정격운전 및

강퐁속시 또는 저풍속시의 정지 등에 날개의 피치각을 적절히 변화시켜

로토의 회전수 및 출력을 제어하는 장치이다. 가변피치구동장치는

변동이 심한 하중조건을 이겨낼 필요가 있으며, 또한 한랭이에서의

사용조건을 고려해 로터주축실내의 가변피치구동용 유압실린더의 회전계수 등을 갖는다.

 

브레이크

강풍시 및 이상시 또는 보수점검시에 로터를 정지시키기 위해서 필요한 장치이다.

로터를 정지시킬 경우, 날개를 가변피치구동장치에 의해 훼더링서켜

로터가 충분히 감속내지는 정지시킨 후에 브레이크를 동작시키도록 하면 소형화가 가능하다.

풍력발전기에 사용되는 브레이크는 유압에의해 작동되는 기계식 브레이크와

날개 TIP회전에 의한 공력 브레이크가 있다.

재동시 기계 브레이크만 사용하면 기계에 심각한 무리가 발생되므로

통상 날개 TIP을 90˚ 회전하여 역회전력을 발생시키고 이후에 기계식 브레이크를 작동하는 방식으로 되어 있다.

 

발전기

로터의 회전에 의해 얻어진 기계적에너지를 전기에너지로 변환하는 장치로서

동기발전기와 유도발전기가 있다. 일반적으로 발전기는 증속기를 개입시켜 풍차에 직결되어 나셀내에 설치된다.

발전기는 동기 발전기와 유도 발전기가 사용되는데

통상 풍력의 특성상 유도 발전기가 사용되어지고 효율을 높이기위해

가변극수 변환장치나 SIL을 제어 하는 등이 이용된다.

증속기 출측 회전력은 회전력제한 커플링을 통해 발전기축으로 전달된다.

발전기 온도를 감지하고자 권선내에 온도센서가 설치되어 있고

발전기의 냉각은 팬에의해 공기나 물등으로 냉각되어 진다.

발전기에서 생산된 전압은 변압기에 의해 변환되어 계통에 연계된다.

요구동장치

프로펠러형 풍차의 경우, 끊임없이 변동하는 풍향에 대해서 효율 좋게

에너지를 얻기위해 날개를 풍향에 정면으로 할 필요가 있다.

 이 때문에 요제어는 날개의 강도 및 진동측면에서도 대단히 중요하다.

선회장치는 풍향기에 의한 신호를 받아 컨트롤러에 의해 전기적으로 동작된다.

선회장치는 기어장치와 서보모터 그리고 작동시 부드러운 움직임을 위한

조정가능한 마찰판으로 이루어져 있다.

또한 같은 방향으로 3회전이 되면 전선꼬임을 방지하기 위해

자동으로 풍력발전기가 정지되고 반대방향으로 복귀하게 되어 있다.

 

타워

제작자는 각 지역의 풍력 특성에 맞추어 최적화 된 높이로 설계된다.

가령, 고층빌등이 밀집한 대도시 인간에 설치된 풍력발전소는

 건물의 방해를 받지 않기 위해 높은 타워를 가진다.

평평한 초원에서는 다른지역보다 다소 낮은 타워의 높이는 낮다.

또한 각지역의 풍량에 의해서 높이가 결정된다.

타워의 내부에는 Nacelle로 올라가기 위한 다리가 설치되어 있다.

 

기어박스

날개의 화전 특성이 30rpm정도의 저속이므로 이것을 증속하여

발전기에 발전 주파수에 맞는 회전이 되도록 증속기를 사용한다.

 

저속축

기어박스의 허브에 연결되어있다. 보통 600 kW wind turbine의 경우 19-30rpm정도로 회전한다.

 

고속축

발전기를 돌린다.

 

컨트롤러

3.5-7.5m/s에서 작동하기 시작하며 30m/s에서 정지한다.

 이것은 제어기의 과열 때문이다.

컨트롤장치는 컴퓨터를 내장하고 있고

각각에서 수집된 자료 등을 분석하여 최상의 동작을 지령하며

발전현황에 대한 분석 및 자기고장기능 등을 수행한다.

또한 원격통신 등을 통해 외부에서 컴퓨터로 풍력발전기의 자료접수 및 원격감시가 가능하다.

 

6.풍력발전의 장단점

●장점

풍력자원이 풍부하고 재생 가능한 에너지원으로서 많은 이점을 가지고 있다.

1.공해물질 배출이 없어서 청정성, 환경 친화적 특성을 지닌다.

2.풍력단지의 관광자원화가 가능하다.

3.저렴한 비용 -현재 외국의 경우 발전단가가 4～5￠/㎾h로

핵 발전의 발전단가와 같은 수준에 와 있으며,

핵 발전의 폐기물 비용을 감안한다면 보다 경제적이고 친환경적인 에너지.

발전소의 활용면적 극대화 -풍력 발전 단지의 면적 중에서

실제로 이용되는 면적은 풍력 발전기의 기초부도로,

계측 및 중앙 제어실 등으로 전체 단지 면적의 1%에 불과하며,

나머지 99%의 면적은 목축, 농업 등의 다른 용도로 이용할 수 있다.

 

●단점

에너지 밀도가 낮아 바람이 안 불면 발전을 할 수가 없으므로

특별한 지점에만 설치가 가능.

우리나라의 경우는 삼면이 바다로 되어 있어 풍력발전에 유리하다고 할 수 있다.

바람이 불때만 발전을 할 수가 있으므로

 지속적 발전이 곤란하여 저장장치의 설치가 필요하다.

현재 기존의 발전시설이나 태양광발전 등과 병행하여 사용하는 것으로 문제를 해결할 수 있다.

가장 큰 단점으로 지적되었던 소음발생문제는 최근에는 풍력발전기가 대형화되면서 소음문제를 해결했다.

 

7. 풍력발전의 현황밑 전망

∘풍력발전 개발동향

재생가능에너지로서의 풍력이 가진 매력으로 인해 세계각국이 다투어

풍력발전분야로의 진출을 서두르고 있다.

미국 에너지성(Department of Energy)의 자료에 의하면,

 전 세계 풍력발전량은 1994년이래 매년 30%의 성장을 거듭하고 있다고 한다.

2000년 현재 지구전체의 풍력발전량은 17,600Mw를 넘어섰고, 미국만으로도 1,800Mw에 이른다고 한다.

풍력발전분야는 아직은 유럽이 전세계 풍력발전량의 70%를

점유할 정도로 선발주자라고 할 수 있고, 미국, 캐나다, 인도, 중국 등이 후발로 기술을 개발하고 있는 셈이다.

경제적이고 고효율의 풍력발전을 위해 해결해야할 기술적 과제들도 많이 있다.

 말하자면, 회전날개의 경량화, 내구성 향상, 기어박스의 개량 등을 들 수 있다.

 여기서 풍력발전 선진국들의 동향을 살펴본다.

 

▶덴마크의 경우

덴마크에서 생산한 풍력발전기가 전세계 풍력발전기 시장의 50%를 점유하고 있으며,

 2001년 통계에 의하면 풍력발전기 수출실적이 2000년 대비 60%나 증가했다고 하며,

 이들 발전기의 주요 수출국가는 미국, 독일이라고 한다.

자국 내의 풍력발전 기술을 제고하기 위해서 10년 이상된 노후 풍력발전시설에 대해서 시설교체를 지원하고 있다.

또한 풍력발전 등의 재생가능에너지에 대해 가격우대정책을

 지난 10년 동안 꾸준히 추진함으로써 오늘날 풍력발전량이 전체발전량의 18%를 차지하고 있다.

▶독일의 경우

지난 2000년 통계에 의하면 독일의 전체 풍력발전량은 6,500MW를 달성했다고 한다.

이는 원자력 발전소 6기에 해당하는 발전량이라고 한다.

장기적으로는 바람이나 태양열과 같이 재생가능한 에너지로

에너지 정책을 전환하여 2030년에는 전체전력수요량의 50%를

재생가능 에너지로 충당한다는 목표를 진행 중에 있다.

▶미국의 경우

미국은 민간단체인 미국풍력협회(American Wind Energy Association)가

정부기관인 미국에너지성(D.O.E.)의 국가정책을 지원하고 있다.

- 2002 풍력발전 단가를 2.5cent/kh(풍속 15마일/h)까지 내릴 수 있는 기술 개발

- 2005 세계풍력발전시장의 점유율을 25%까지 향상시킨다는 목표

- 2010 미국 내 풍력발전용량을 10,000MW까지 달성

- 2020년 풍력발전용량이 국가전체발전용량의 5%를 달성

∘풍력발전기술의 개발전망

현재 유럽을 중심으로 많은 풍력발전시스템 제작사가 풍력발전시스템의 기술개발에 노력하고 있으며,

 기술개발의 방향은 크게 대형화, 경량화 및 집합화 등으로 요약할 수 있다.

풍력발전시스템의 대형화는 앞서 언급된 바와 같이 매년 설치 평균용량이 크게 증가하고 있어,

 덴마크 VESTAS사는 1.65MW 풍력발전기를 2.5일에 1대씩 생산할 수 있는 능력을 갖췄으며,

독일 제작사 Sudwind에서는 1.8MW 풍력발전기의 상용화 단계 있고,

 덴마크 NEG-MICON도 2MW(회전자 직경 72m)를 상용화하여 해안형 풍력단지에 보급할 예정으로 있다.

또한, NEG-MICON사의 풍력발전시스템 등이 출력제어 방식으로 주로 이용하여 왔던

 Stall 제어방식에서 보다 진전하여 Active Stall 제어방식의 기술개발로

대형시스템에 필요한 공기제동력의 향상과 계절 또는 지형의 고저에 따른

공기밀도의 변화에 대응하여 회전자 붙임각을 임의로 조정할 수 있도록 기술개발이 되고 있다.

또한, 독일의 설계전문회사인 Aerodyn Energiesysteme은 회전자 직경이 150m이고,

 정격용량이 5MW인 소위 Superturbine에 대한 설계자료를 발표하였는데,

소위 새로운 ‘Multibrid'기술을 활용하고 있다. 이 초대형 풍력발전기에 대한 설계는

기존 정속형 풍력기기의 기술과 가변속 직구동 풍력기기의 기술을 복합화하여 이루어졌으며,

설계의 특징은 다음과 같다.

 

• 저속 발전기와 1단 증속기기(주축의 회전수를 가급적 낮춤)

• 보강된 평베어링(reinforced planet carrier bearing)으로서 증속기기내에 집합된 회전자 베어링

• 증속기기, 발전기 하우징 및 요잉장치를 단일 주물 구조물로 집합화함

• 회전자, 회전자축 및 지지철탑간의 기하학적 배열

이러한, 풍력발전시스템의 대형화 및 경량화 이외에도 점차 늘고 있는

해안형 풍력단지의 개발에 초점을 두고 부식방지 기술의 개발과 기존 콘크리트 기초

(약 1,000톤)를 철 구조물로 대체하여 건설비를 절감하는 기술을 개발추진하고 있다.

그 이외에도 내륙에 설치된 풍력발전시스템은 소음 저감을 위해 날개끝 속도를 약 65-70m/sec로 제한하였으나,

해안형 풍력단지에 보급되는 풍력발전시스템은 소음에 대한 기술적 부담이 적은 관계로 날개끝 속도를

 약 120m/sec 정도까지 빠르게 회전시켜 증속기어의 크기나 중량등을 획기적으로 줄이며,

앞서의 Superturbine과 같이 기존의 일반적인 정속형 풍력기술과 가변속 직결구동(영구자석)형

풍력기술을 복합화하는 방향으로 초대형 풍력발전시스템의 개발이 진행되고 있다.

∘국내 시범사업 추진현황

우리 나라에서도 90년대 초반부터 한국에너지연구원 등에서 제주 중문, 전남 무안 등지에

소규모 풍력발전기를 설치하여 운영을 해왔으며, 최근에는 강원도 대관령에 국내외 합작법인 형태로 풍력시범단지를 건설 중에 있다. 간략히 건설 현황을 살펴본다.

1) 대관령 풍력단지

- 건설 위치 : 대관령 매봉산-선자령 일대

- 규모 : 750KW급 75기, 1.5MW급 발전기 25기

- 투자비용 : 1,554억원

- 투자형태 : 국내외 합작투자(유니슨산업과 독일 라메이어)

- 기대 효과 : 발전, 관광단지

2) 태백시 풍력발전단지 건설계획

- 2006년까지 총 사업비 285억원 투입

- 750kw급 3기, 1MW급 12기 등 15기

- 연간 예상수익 : 32억원

◇ 우리나라의 풍력발전 이용

우리나라 전지역의 연간 평균 풍속은 초속 4m를 넘지 못한다.

하지만 바닷가, 섬, 산간지역의 경우는 풍속이 높아서 제주도를 비롯한 남해, 서해,

동해 및 대관령 진부령등의 지역은 풍력발전을 할 수 있을 만큼 바람이 많이 분다.

그러나 현재 우리나라에 풍력 발전기가 설치되어 있는 곳은 지도에 나타난 것처럼

바람이 많이 불고 있는 전남 무안과 제주도 월령 두 곳 이다.

우리나라의 에너지 장기개발계획에 의한 기술개발 추진계획에 의하면무공해

대체에너지 실용화 방안 장기계획에 의거 2003년까지 5000KW급 풍력 발전소의 건설을 추진할 계획이다.

유력한 풍력 발전기 설치 지역은 지도에서 보는 것과 같이 바람이 많이 부는

대부분의 해안과 내관령, 지리산, 태백산, 치악산, 소백산등의 내륙지역이다.