풍력 발전소의 소개: 작동 원리, 장단점

풍력 발전은 바람의 힘을 이용하여 풍차 터빈을 돌려 전기를 생산합니다. 풍력 발전풍차는 육지와 해상에 설치가 가능합니다. 해상 설치는 고정식과 부유식이 있습니다.여기에서는 풍력 발전의 작동 원리와 사람들이 자주 묻는 오해와 진실을 살펴보겠습니다.

 

풍력발전

 

풍력 발전의 작동 원리

• 풍력 발전은 바람의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전소입니다.
• 풍차와 같은 터빈을 이용하여 바람을 받아 회전하고, 이 회전력을 발전기에 전달하여 전기를 생산합니다.
• 풍력 발전소는 육상과 해상에 설치할 수 있으며, 해상의 경우 고정식과 부유식으로 구분됩니다

 

해상풍력 발전기 설치 영상

 

풍력발전기의 구조 및 구성

풍력발전의 풍차

타워(Tower)	풍력발전기를 지지해주는 구조물
블레이드(Blade)	바람에너지를 회전운동에너지로 변환
허브(Hub)시스템	주축과 블레이드를 연결
회전축(Shaft),주축(Main shaft)	블레이드의 회전운동에너지를 증속기 또는 발전기에 전달
증속기(Gearbox)	주축의 저속회전을 발전용 고속회전으로 변환
발전기(Generator)	증속기로부터 전달받은 기계에너지를 전기에너지로 전환
요잉시스템(Yawing System)	블레이드를 바람방향에 맞추기 위하여 나셀 회전
피치시스템 (Pitch system)	풍속에 따라 블레이드 각도 조절
브레이크(Brake)	제동장치
Control System	풍력발전기가 무인 운전이 가능하도록 설정, 운영
Monitoring System	원격지 제어 및 지상에서 시스템상태 판별

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자주 하는 질문

1. 풍력발전이 온실가스 감축에 정말 효과가 있나요?

• 무한한 바람에너지는 물과 공기를 오염시키지 않습니다.
• 풍력발전기 1대 2MW(메가와트)는 약 700가구가 1년 동안 사용할 수 있는 전기를 생산하고, 여의도 면적 75%에 약 40만 그루의 20년생 소나무를 심는 것과 동일한 온실가스 감축 효과를 가져올 수 있습니다.
• * 이용률 20% 기준
• (출처: 한국에너지공단-이산화탄소배출저감량 / 국립산림과학원-산림조성효과)

2. 풍력발전소 건설을 위해 막대한 부지가 필요한가요?

• 풍력발전기 1MW(메가와트) 1대를 설치하기 위해서는 진입도로, 설치부지, 작업장, 적재부지를 모두 포함하여 약 5,000㎡의 부지가 사용됩니다.
• 즉, 1,000MW의 건설을 위해서는 단 5 ㎢의 부지만을 필요로 합니다.
• (출처: 한국풍력산업협회)

3. 해상풍력은 위험요소가 많아 활성화되기 어렵지 않나요?

• 해상풍력은 비교적 자유롭게 설치 위치를 선택할 수 있고, 해안에서 멀어질수록 바람자원이 풍족하여 대규모 단지 건설이 가능합니다.
• 또한 관광자원으로 활용되고, 인공어초 역할을 하고 있습니다.
• 이미 전 세계에는 14,384MW(메가와트)의 해상풍력 발전설비가 설치되어 연간 약 500억 가구 이상이 사용 가능한 전기를 생산하고 있습니다.
• (출처: 세계풍력에너지협의회 GWEC)

4. 오래된 풍력발전기는 버려져 방치되는 것은 아닌가요?

• 운영기간이 오래된 풍력발전기는 철거 후 더 좋은 발전기로 교체됩니다
• . 또한 풍력발전기를 구성하는 대부분의 부품은 철재 구조물로, 철거된 풍력발전기는 고가의 폐품회수 가치를 가지고 있습니다.
• (출처: 미국풍력협회 AWEA)

5. 풍력발전기로 인해 새들이 많이 희생되지는 않나요?

• 풍력에너지는 기후 변화에 따른 야생동물 서식지 감소에 영향을 미치지 않는 유일한 에너지원으로 각광받고 있습니다.
• 풍력발전소 건설 및 운영 종료 이후 생태복원을 위한 노력을 계속하고 있으며, 또한 풍력발전기 충돌로 인한 사고는 빌딩, 송전선, 자동차, 살충제사용 등 인간활동으로 발생되는 죽음의 1% 미만으로 발표된 바 있습니다.
• (출처: 미국국립과학원)

6. 풍력발전기 운전 소음과 저주파가 어지러움, 두통, 불면증 등 건강 문제를 야기하나요?

• 강한 바람이 부는 경우 바람을 가르는 소리가 들릴 수 있으나, 바람소리, 나뭇잎, 창문이 흔들리는 소리 등의 주변 소음으로 식별이 어렵습니다.
• 또한 발전단지 건설 시, “환경영향평가”를 시행해 국가의 소음・진동 관리 기준을 준수하고 있습니다. 또한 저주파는 가전제품, 도로, 자동차 등 모든 일상생활은 물론, 바다, 강, 산 등 자연환경에서도 발생하며, 모든 저주파에 대해 사람이 몸의 불편함을 느끼는 것은 아닙니다.
• 전세계적으로 풍력발전의 소음, 저주파 등이 인체 건강에 직접적인 영향을 미치지 않는다는 결과가 많은 연구에서 도출되고 있습니다.
• (출처: 환경영향평가법, 미국 메사추세츠州 환경부 및 보건부 위탁 수행 연구 등)

7. 풍력발전기 날개의 회전으로 인해 생기는 그림자가 신체에 부정적인 영향을 미치지는 않나요?

• 그림자 깜빡임 현상은 일출・일몰시간에 주로 발생하므로 예측 가능하며 태양의 각도와 풍력발전기의 위치, 관측자의 위치에 따라 상이합니다. 또 설계를 통해 얼마든지 경감 가능한 현상입니다.
• 풍력발전기의 그림자 깜빡임 현상이 인체 건강에 직접적인 영향을 미치지 않는다는 결과가 많은 연구에서 도출되고 있습니다.
• (출처: 미국 간질 재단 연구 / 미국 국립 과학원 연구 / 미국 메사추세츠州 환경부 및 보건부 위탁 수행 연구 등)

8. 풍력발전기에서 발생할 수 있는 화재 위험이 높지 않나요?

• 풍력발전기는 특별한 환경 영향으로 고장 날 수 있지만, 이에 대한 안전장치가 적용되어 있습니다.
• * 과속회전 방지 장치, 과열 방지를 위한 온도센서, 피뢰기, 원격정지장치 등 또 법령 기준 상 발전기 내부에 자동소화장치를 설치하도록 규정하고 있어, 화재 발생시 소화장치가 즉각 가동됩니다.
• 지금까지 우리나라에 설치된 발전기 중 0.5%(3대)만이 화재사고가 발생했으며, 큰 불로 번지지 않았습니다.
• (출처: 전기설비기술기준의 판단기준, 한국풍력산업협회)

9. 풍력발전단지가 건설되면 주변지역의 부동산 가치가 하락하지 않나요?

• 풍력발전단지는 주변 부동산 소유주들에게 이익을 공유함으로써 주변 지역 경제 발전을 촉진시킵니다.
• 풍력발전단지 인근 부동산의 가치는 사업 발표 및 건설이 종료 시점 사이에 일시적으로 감소할 수 있으나, ​일반적으로 이후 다시 회복되며 주변 지역은 목장, 농장, 야생동물서식지, 관광명소로 활용 되어 실제 부동산의 가치는 상승합니다.
• (출처: 미국풍력협회 AWEA)

 

 

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수력 발전의 작동 원리

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