풍력 발전이란 풍력 발전의 구조와 장단점을 알기 쉽게 해설

 바람의 힘으로 전기를 만들어내는 "풍력 발전" 

최근 환경 부하가 적은 발전 방법으로 주목을 받고 있습니다. 

풍력 발전은 어떤 구조로 발전되는 것 일까요? 

장단점 등도 함께 소개합니다.

풍력 발전은 환경 부하가 적은 발전 방법으로 

주목 받고 있으며, 유럽을 비롯한 여러 나라가 

도입 수를 늘리고 있는 발전 방법입니다. 

일본에서도 최근 풍력 발전기의 설치 수가 증가하여 

태양광에 이어 신 재생 에너지로 인식이 높아지고 있습니다. 

하지만 풍력 발전에 대해 자세히 아는 사람은 아직 많지 않습니다.

풍력 발전은 그 이름 그대로 

바람의 힘으로 전기를 일으키는 발전 방법 입니다. 

우선, 풍력 발전의 구조와 역사에 대해 살펴 보도록합시다.

풍력 발전의 역사

풍력 발전의 기반이 되는 풍차는 

기원전 30 ~ 36 세기 전부터 

이집트에서 관개에 사용되었습니다. 

이 풍차는 12세기 경부터 전 세계에 전해졌다고 알려져 있습니다. 

초기의 풍차는 주로 맷돌이나 양수를 위해 이용되고 있었지만, 

19세기 이후에 공기 역학의 발전과 풍차의 날개에 사용되는 신소재의 개발, 

바람의 에너지를 전력으로 변환하는 기술이 진보 함으로써, 

풍차는 고성능 풍력 터빈으로 발전하였습니다.

세계 최초의 풍력 발전은 1887년에 

영국 글래스고 J. 브라이스가 수직 풍차에 의해 

출력 3kW의 발전을 개시 한 것으로 알려져 있습니다. 

덴마크 P · 라 크루에 의해 

현재의 풍력 발전기의 기초가 되는 풍력 발전 장치가 만들어졌습니다. 

풍력 발전은 풍력 발전기라는 

큰 풍차 바람의 힘으로 회전시켜 

그 동력을 바탕으로 발전하는 구조입니다.

구체적으로는 "블레이드"라는 날개 부분이 

바람의 힘으로 회전하고 

회전 동력을 발전기에서 전기로 변환된 변압기로 

승압된 후 송전선과 배전선을 통해서 각 장소로 제공됩니다.

풍력 발전기는 블레이드의 회전 속도를 빠르게 하는

"증속기"나 태풍 등 의 상황에서 위험한 회전을 막는 

'브레이크 장치'도 보조적인 역할로 내장되어 있습니다.

육상 풍력 발전소

이름 그대로 육상 풍력 발전 설비를 만드는 방법 입니다. 

일정 이상의 풍속의 바람이 안정적으로 불고 있는 넓은 토지가 있으면,

 육상 풍력 발전소 설치에 적합하다고 할 수 있습니다. 

해상 풍력 발전소

해양에 풍력 발전 시설을 만들고 발전하는 방법 입니다. 

육상에 비해보다 큰 풍력을 안정적으로 얻을 수 있으며,

 또한 소음이나 만일의 인적 피해 등의 

위험을 피할 수있는 것이 장점입니다.

또한 해상이라고해도 바다만을 가리키는 것이 아니라 

호수와 피오르드, 항만 등에 설치하는 것도 

포함해 해상 풍력 발전이라고합니다.

섬나라 해안선이 긴 곳, 얕은 해상을 확보 할 수있는 장소에 적합하고 

현재는 유럽을 중심으로 설치가 진행되고 있습니다.

부유 식 해상 풍력 발전소

해상 풍력 발전 중 부유식 기초를 이용한 것 을 

부유식 해상 풍력 발전소라고합니다. 

일본처럼 바다가 깊은 해저에 기초를 설치할 수 없는 장소에서도 

사용할 수 있도록 만들어진 것입니다.

풍력 발전의 장점

환경 부하가 적은

가장 큰 장점은 뭐니 뭐니해도 이산화탄소와 

유해 물질을 배출하지 않고 환경 부하가 적은 점 입니다. 

또한 지구상에있는 한 영원히 발생하는 바람을 

이용한 발전 방법임을 주목해야 할 포인트입니다.

변환 효율이 높은

전기 에너지의 변환 효율은 

입력 에너지에 대해 얼마나 전기가 발생했는지의 비율을 말합니다.

태양광 변환 효율은 약 20%, 

목질 바이오 매스 발전은 약 20%, 

지열 발전은 10 ~ 20%, 풍력은 20 ~ 40%로되어 있으며, 

풍력 발전은 다른 발전 방식보다 고효율로 

에너지를 전기로 변환 할 수있는 것으로 알려져 있습니다. 

덧붙여서 가장 효율이 좋은 것은 수력 발전의 약 80%입니다.

바람이 불면 야간에도 발전 할 수 있다.

태양광 발전은 태양이 나와있는 시간만 발전 할 수 있는 것과 달리

 풍력 발전은 밤낮 관계없이 바람이 불면 언제라도 발전이 가능 합니다.

풍력 발전의 단점

발전량이 풍속에 달려

바람의 힘으로 발전하고 있기 때문에, 바람이 약한 곳은 

당연히 발전량은 떨어집니다.

설치는 연중 일정 이상의 바람이 부는 장소임을 확인해야합니다.

소음이 발생한다.

풍차가 돌면서 저주파 음과 기계음이 발생, 

인근에 민가가 있으면 소음 문제가 될 가능성  있습니다.

설치를 위한 적소가 제한됨

풍력 발전기를 설치할 정도의 바람이 불어야 함은 물론

주변 환경에 미치는 영향을 고려하여야하며, 

적절한 장소가 한정되어 있습니다.

소음과 경관의 문제뿐만 아니라 

일년 내내 일정 이상의 바람이 부는 장소가 아니라면

 풍력으로 발전을 할 수 없습니다.

풍력 발전은 이미 유럽에서 주요 발전 방법으로 

큰 비율을 차지하고 있습니다. 

육상 풍력 발전의 개발이 진행 적지가 감소하고 있기 때문에 

해역을 이용한 해상 풍력 발전이 주목을 받고 있습니다. 

그러나 일반 영역을 장기적으로 점용하는 것에 대한 

통일적인 규칙이 정해져 있지 않기 때문에, 

점용 기간은 3 ~ 5년과 단기간에 중장기적인 전망이 세워 

어려운 해양 산업 · 어업 등의 선행 이용자의 조정에 관한 틀이 

존재하지 않기 때문에 예기치 못한 위험과 

방대한 조정 비용이 사업 실시의 큰 장애물이 될 등의 과제가 있습니다.

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[이 포스팅은 일본 기사를 번역한 것 입니다.]

 

출처 - https://enechange.jp/articles/wind-power-generation

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