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풍력발전의 개념 및 특징
풍력발전(Wind Power)이란 바람에너지를 풍력터빈(Wind Turbine) 등의 장치를 이용하여 기계적에너지로
변환시키고, 이 에너지를 이용하여 발전기를 돌려 전기를 생산하는 것을 말한다. 풍력발전기는
이론상으로는 바람에너지의 최대 59.3%까지 전기에너지로 변환시킬 수 있지만, 현실적으로 날개의 형상,
기계적 마찰, 발전기의 효율 등에 따른 손실요인이 존재하기 때문에 실용상의 효율은 20-40% 수준이다.
 
풍력은 재생에너지(Renewable energy)의 일종으로 자원이 풍부하고, 끊임없이 재생되며, 광범위한 지역에
분포되어 있고, 깨끗하며, 또한 운전 중 온실가스의 배출이 없다는 점에서 화석에너지 고갈 시에 대비한
유망한 대체 에너지원으로서 각광받는 에너지이다. 또한 풍력발전은 태양계의 자연에너지인 바람을
이용하여 발전하기 때문에 바람이 불 때에는 수요에 관계없이 반드시 전력을 생산한다는 점에서 계통운용
측면에서는 분산전원으로 분류된다.
 
풍력발전의 역사
 
페르시아에서는 풍력장치가 B.C .200년 경 부터 사용되었다. 알렉산드리아의 헤론이 개발한
풍차(Windwheel)가 역사상 알려진 최초의 풍력을 이용한 기계로 알려지고 있다. 그러나 최초의 실용형
풍차는 7세기 경 이란과 아프카니스탄 사이의 시스탄에 설치된 수직축형풍차로서 여러 개의 직사각형
모양의 날개가 긴 수직 회전축에 조립된 것이었다. 이 풍차는 갈대 매트나 천으로 둘러 싼 6개에서
12개까지의 날개를 가진 설비로서 주로 옥수수를 분쇄하거나 물을 퍼 올리는데 이용되었으며 제분 및
설탕 제조 산업에 이용되기도 하였다.

14세기 경 네델란드의 풍차는 라인강 델타지역의 물을 배수하는데 주로 사용되었다. 1900년 경
덴마크에는 약 2500대의 풍차가 있었는데, 이 풍차는 제분기나 펌프에 기계적 동력을 제공하면서 최대 약
30MW에 해당하는 전력을 함께 생산하였다.

현재까지 알려진 최초의 전력생산용 풍차는 1887년 제임스 브리드에 의하여 스코틀랜드에 건설된 배터리
충전용 설비였다. 미국 최초의 전력생산용 풍차는 1888년 챨스 브러쉬에 의하여 오하이오주의 클리브랜드에
건설된 이래, 1908년에는 5-25KW급의 풍력발전기 72기가 운전되었다. 이 중 최대의 설비는 23m 직경의 4개의
날개를 가진 회전자와 24m 높이의 타워를 가진 설비였다.

세계1차대전 경,미국의 풍차 제조업체는 매년 100,000대의 농장용 풍차를 생산하였는데, 이 설비는 대부분
물을 퍼 올리는데 이용되었다. 1930년대에는 미국 대부분의 지역에 전력공급을 위한 배전시설이 설치되지
않았기 때문에 농장에 전력생산용 풍차가 설치되는 것이 일반적인 현상 이었다. 또한 이 시기에는 고강도
철 제품의 가격이 저렴하였기 때문에 대부분의 풍차들은 철제격자형 타워 상부에 설치되었다. 근대형
수평축형 풍력발전기의 선두주자는 1931년 구 소련의 얄타에 건설된 100KW 용량의 발전기로서, 타워 높이는
30m 였으며 6.3KV 지방 배전계통에 연계 운전되었다. 그 당시 연간 설비 이용율은 32% 수준으로서 현재의
풍력발전기와 큰 차이가 없는 것으로 알려지고 있다.
 
풍력발전기의 종류