풍력터빈 발전 시스템의 미래 연구방향

전문가 제언

○ 2013년 세계 풍력발전 설치용량은 318GW이고, 상반기에 1,080MW가 설치되는 등 풍력에너지가 가장 성숙된 신재생 에너지기술로 인식되고 있다. 지난 10년 동안 미국과 유럽에서 풍력발전은 매년 20～30% 성장하였고, 향후 미국은 2030년에 총 전기의 20%를 풍력에서 조달할 계획이고, 유럽은 2030년까지 400GW의 풍력전력을 생산할 예정이다.

 

○ 풍력터빈은 약 4m/s풍속에서 전력을 생산하기 시작하여 약 12m/s 풍속에서 정격전력을 생산하고 25m/s에서 전력생산을 중단한다. 많은 국가의 경우 지상 10m 높이에서 평균 5m/s의 풍속을 나타낸다. 풍력터빈은 구조적 및 재정적 관점에서 볼 때, 100～120m 이상의 높이에 터빈을 설치하는 것이 대단히 어렵다.

 

○ 향후 풍력발전기의 크기와 중량을 감소할 수 있는 풍력터빈 설계기술, 또한 강하지 않은 바람에서도 풍력발전을 할 수 있는 기술의 향상에 도전하여야 한다. 또 전체 시스템을 효율적으로 가동하기 위해 에너지 저장시스템을 가진 완전 전력전자 변환장치의 개발이 요구된다. 미래의 풍력발전기는 계통연계 기준의 유지 능력이 향상되고, 정비가 별로 필요 없고, 중량의 감소가 절대적으로 필요하다.

 

○ 최근 미국의 Altaeros사는 지표가 아닌 상공에서 부는 바람을 이용하여 전기를 생산하는 기술을 발표하였다. 이는 회전자(Rotor) 주위를 둘러싼 도넛 모양의 헬륨 풍선을 300미터 상공까지 띄워 전기를 생산하는 기술로 전통적인 타워 형식의 풍력발전에 비해 시간당 2∼3배 높은 전기의 생산이 가능할 것이다.

 

○ 정부는 2020년까지 서해에 2.5GW의 해상풍력 발전단지를 건설하여 세계 3대 해상풍력 강국으로 도약할 계획이다. 이 목표를 달성하기 위해서는 풍력터빈 공기역학, 기계적 모델링, 자연풍으로부터 연속적인 전력을 생산하기 위한 구조설계의 개발에 관한 엔지니어링은 물론 전력망 운영 관점에서 풍력단지와 에너지 저장장치를 운영할 수 있는 풍력단지 최적 감시제어 등의 개발에 집중할 필요가 있다.

저자

Md Maruf Hossain , Mohd. Hasan Ali

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2015

권(호)

49()

잡지명

Renewable and Sustainable Energy Reviews

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

481~489

분석자

나*주

분석물

• 풍력터빈 발전 시스템의 미래 연구방향.pdf [526,888 byte]

이미지변환중입니다.