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유도발전기의 전력 보상회로

전문가 제언: ○ 최근 기존에너지원에 의한 발전 즉 수력, 화력 및 원자력발전 등은 지구환경에 미치는 영향이 점점 커지고 있고 더구나 화석연료는 한정된 에너지원으로 인하여 그 발전비용이 상승하고 있는 실정이다. 따라서 이러한 기존 에너지원을 대체 할 수 있는 태양에너지 및 풍력에너지와 같은 재생에너지가 각광을 받고 있다.

○ 재생에너지 중에서 풍력을 이용한 발전기술은 유럽을 중심으로 활발한 실정인데, 이러한 풍력발전은 효율성과 경제성을 높이기 위해 대용량화, 대단지화가 이뤄지고 있다. 따라서 풍력발전이 전체 전력계통 용량에서 차지하는 비중이 늘고 있다. 덴마크의 경우 현재 5400여 기의 풍력발전기가 설치되어 연간 총 전력생산량의 약 20%를 풍력발전이 담당하고 있다. 이와 같은 풍력발전의 높은 보급률로 인하여 전력계통의 전력품질이나 안정도에 미치는 영향을 무시할 수 없게 된다.

○ 풍력발전에 사용되는 발전기의 성능이 유틸리티에 공급되는 전력품질을 결정하게 된다. 이러한 전력품질에 영향을 주는 요소는 발전전압, 주파수, 역률 및 고조파 잡음을 들 수 있다. 따라서 풍력발전에 의한 전력을 그리드(grid)에 공급하기 위해서는 이러한 요소들이 유틸리티 요건에 만족되어야 한다. 그러나 풍력단지나 유틸리티 공급자의 관점에서는 이러한 기술적 문제뿐 아니라 운영과 경제적인 면을 고려하지 않을 수 없다. 즉, 발전기를 포함한 장비의 설치비용, 기기비용, 운전성 및 유지보수의 용이성 등이 고려되어야 한다.

○ 이러한 관점에서 풍력발전에 농형 유도발전기의 적용은 풍속범위에 제한이 있어 동기속도 이상으로 운전되어야 하고 역률보상이 필요한 단점에도 불구하고 저렴한 비용, 소형, 견고성, 브러시가 없는 것(brushless) 및 유지보수가 쉬운 것 등의 장점으로 이에 대한 사용이 증가하고 있다. 여기서 기술한 농형 유도발전기의 무효전력 보상장치는 기존 고정 커패시터 장치에 비하여 전력변환기를 이용하여 효율적 역률개선과 간단한 구조 및 설치비용의 감소 등 장점을 가지고 있어 풍력발전기의 응용에 기대가 된다.

저자: Jinn-Chang Wu
자료유형: 학술정보