대형 풍력터빈의 핵심 과제와 대책

전문가 제언

○ 유럽의 20-20-20 전략은 2020년까지 온실가스 배출을 1990년 대비 20% 줄이고, 1차 에너지의 20%를 신재생 에너지에서 획득하고, 에너지 수요의 20%를 절감하는 목표를 달성하는 것이다. 이를 위해 지금까지 풍력에너지를 지속적으로 활용하여 2012년에 유럽 총 전기 소비량의 7%를 차지하였고, 앞으로도 중요한 역할을 담당하게 될 것이다.

 

○ 본문에 문헌조사 방법으로 풍력터빈의 핵심과제와 해법을 도출하고, 다음에 독일 풍력산업의 고급전문가를 대상으로 한 인터뷰를 실시하였다. 인터뷰 결과는 해상풍력 에너지에 적용해도 무리가 없다. 본 조사는 바람의 측정과 예측, 로터 블레이드, 구동 계통, 타워, 전력망 접속 및 진단, 사회 경제적 관점 등을 포함하였다.

 

○ 바람의 예측은 RMSE (root mean squared error)오류방법이 5% 이하로 가장 정확하다. 블레이드 길이가 60m를 초과하면 터빈비용이 더 비싸지고, 발생전력은 로터직경의 제곱에 비례하고, 블레이드 중량은 로터 직경의 세제곱에 비례한다. 기어박스는 많은 정비를 수반하기 때문에 시스템 정지시간이 생겨 수명 주기가 단축되고, 사회적 수용성에는 공기역학적 소음과 터빈에서 이격된 거리 문제가 있다.

 

○ 한편 직접구동시스템은 효율과 신뢰성이 높고 또 낮은 풍속에서도 전기를 발생할 수 있지만 중량 대비 비용이 높은 단점이 있다. 직접구동풍력터빈이 약 24%를 점하고 있으므로 기어박스를 장착한 풍력터빈이 약 80∼85%를 차지한다. 기어박스, 베어링 및 유압장치가 시스템 정지를 일으키는 요인이다.

 

○ 지난해 말 신 기후체제 출범을 골자로 한 파리협정 이후, 각국이 신재생에너지 발전사업 투자를 늘리고 있고 이에 따라 대형 해상풍력 프로젝트 추진 역시 힘을 얻고 있다. 국내 해상용 대형풍력터빈 제조사는 경영악화 때문에 잠시 중단하였지만 다시 경기가 좋아지면 재개할 가능성에 대비하여 사회적 수용성, 운반 및 건설, 풍력에너지에 대한 지속적인 정치적 및 사회적 지원 등에 대해 준비할 필요가 있다.

저자

R. McKenna, P.Ostman v.d.Leye, W.Fichtner

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2016

권(호)

53()

잡지명

Renewable and Sustainable Energy Reviews

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

1212~1221

분석자

나*주

분석물

• 대형 풍력터빈의 핵심 과제와 대책.pdf [507,026 byte]

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