풍력발전의 종류, 원리 및 풍력발전의 전망

1. 풍력발전의 원리
풍력발전기는 바람이 가지고 있는 운동에너지를 전기에너지로 바꾸는 기계장치이다. 그래서 에너지 컨버터(Energy Converter)라고도 한다. 전기에너지의 단위는 왿�트아워(Wh)이고 단위에서 알 수 있듯이 출력(왿�트 W)과 시간(아워 h)에 비례한다. 출력은 파워(power)라고도 한다. 예를 들어 100리터의 경유로 100kW급 디젤 발전기로 한 시간 동안 전기를 만든다고 하면 이 전기로 100W전구 1000개를 한 시간(1 hour) 동안 켤 수 있다. 즉 이 디젤 발전기는 한 시간 동안 100kWh의 전기에너지를 생산할 수 있다. 만약 경유가 50리터밖에 없다면 단지 한 시간 동안 100W 전구 50개의 불을 밝힐 수가 있다. 풍력발전기의 경우도 디젤 발전기왿� 같다. 100kW 풍력발전기에서 100kWh의 전기에너지를 얻어내는 것은 바람이 부는 조건에 따라서 변하게 된다. 만약 바람이 적게 부는 경우, 디젤발전기에 사용할 경유가 50 리터밖에 없다는 것에 비할 수가 있다. 다시 말해서 100kW의 풍력발전기는 최대 약 100kW까지의 출력을 낼 수 있는 발전기인 것이다. 그러므로 이용 가능한 풍력은 다음과 같다. 바람은 공기의 흐름이므로 바람이 갖는 에너지는 운동에너지이다. 잘 알려져 있는 바왿� 같이 질량 m, 속도 V의 물질의 운동에너지는 다음식이다.

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현재 1, 2위인 Vestas왿� Enercon사를 중국의 Sinovel과 Goldwind사가 능가 할 것이란 전망이다. 국산 풍력 발전기의 세계 시장에서의 경쟁력 확보를 위해서는 설비의 설계 원천기술 확보가 중요하다.
Core부품 중에서 Airsystem과 Bearing을 제외한 발전기, 증속기, Tower등은 대부분 국내 제작 가능하며 국산화율이 선진국 대비 80%에 이른다.
문제는 핵심 부품의 원천설계기술이다. 현재는 원천설계기술은 유럽의 설계 컨설팅사를 통해서 도입 되고 계통 설계도 마찬가지 상황이기에 설비의 용량변경 등 전기의 설계 변경 시에 단계별 시장 대응이 어렵고 기술료의 증가로 경쟁력이 저하 된다.
현재 유럽과의 기술 격차는 용량 기준하여 6MW 발전기를 상용화한 유럽과 5MW 발전기를 개발하고 있는 차이이다. 우리가 원천기술 확보가 절대적으로 미흡하기에 추후엔 독자적인
설계 원천기술 확보가 경쟁력 확보에 핵심 요소가 될 것이다.