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풍력발전용 터빈 기술과 풍력발전단지 개발 현황 원문보기

초전도와 저온공학 = Superconductivity and cryogenics, v.21 no.2, 2019년, pp.13 - 18  

김호민 (제주대학교 전기공학과)

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문제 정의

  • 풍력발전용 터빈의 기술발전은 크게 3가지에 집중해있다: 1) 타워의 높이, 2) 블레이드(날개)의 길이, 그리고 3) 실제적 발전량을 나타내는 설비이용률(capacity factor)를 증가시키는 것이다. 비록 타워의 높이와 로터(rotor)의 지름길이를 증가시키는 기술에 비해 큰 진전을 보이지는 못했지만 설비이용률의 증가로 인한 비출력(比出力)의 감소는 동일한 풍속(자연풍) 하에 발전의 효율성을 올리는 데에 기여했다. 자연 풍속에 따라 불안정한 풍력발전 공급을 개선하기 위해 낮은 풍속에서도 최대한의 풍력을 생산할 수 있도록 로터 디자인 부분에 있어서도 지속적인 연구개발이 실행되고 있다.
  • 이 글에서는 19세기부터 자연의 바람을 이용하여 전력을 생산하는 풍력발전 기술의 역사와 현재의 풍력발전용 터빈 기술을 살펴보고, 전 세계 풍력발전 단지건설 동향과 제주 풍력발전단지 개발현황을 기술하고자 한다.

가설 설정

  • 전력생산용 풍력발전기의 개척자는 덴마크의 P. 라쿠르(Poul la Cour)교수라는 것이정설이다. 그는 1891년 덴마크의 아스코우에 풍력발전연구소를 설립하고 풍력발전의 기초를 정립하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
풍차의 특징은 무엇인가? 비슷한 시기에 이집트에서는 관개 목적으로 풍차를 이용하였다고 한다.풍차는 수차와 더불어 인류가 사용해오고 있는 가장 오래된 동력 기기라고 할 수 있다. 이 글에서는 19세기부터 자연의 바람을 이용하여 전력을 생산하는 풍력발전 기술의 역사와 현재의 풍력발전용 터빈 기술을 살펴보고, 전 세계 풍력발전 단지건설 동향과 제주 풍력발전단지 개발현황을 기술하고자 한다.
국내외에서 풍력터빈 기술 발전에 힘쓰는 이유는 무엇인가? 전력생산을 목적으로 하는 풍력터빈 기술의 급격한 발전은 유럽인 경우 제2차 세계대전 기간 동안 독일군의 해상봉쇄로 인해 중동으로 부터의 원유수입이 어려움을 겪으면서 시작되었고, 미국인 경우 1970년대의 두 번에 걸친 석유파동 이후 국가 안보와 안정적인 에너지 수급의 필요성이 높아지면서 시작되었다. 하지만 현재에는 화석연료의 고갈문제가 대두되고 화석 연료의 대량 소비로 인해 지구온난화나 산성비, 생태계가 파괴되는 등 환경문제가 점차 커지면서 많은 국가에서 적극적으로 보급을 늘리고 있는 추세에 있다[2].
국내 풍력발전기 보급은 언제 시작되었는가? 국내 최초의 풍력발전기 보급은 1975년 2월 27일 제주도 조천읍 교래리에 위치한 한진그룹 소유의 제동목장 내에 그림8에 보여준 3 kW급 소규모 풍력발전기로부터 출발한다. 이후 1975년 8월부터 1978년 1월까지 KIST는 제주도 중산간 지대의 전화 및 지하수 양수용 전력을 공급하기 위해 풍력발전기 개발 연구를 시작하였다.
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참고문헌 (7)

  1. Izumi Ushiyama, et al, Furyoku Enerugy Dokubon, Ohmsha, Ltd, (2005) 

  2. 손충렬, 이강수, 김만응, 김건훈, 황병선, 이근호, 신용집, 해상풍력발전, 아진, (2010) 

  3. 이지현, 육상풍력발전과 해상풍력발전 비교분석, 한국환경산업기술원, (2015) 

  4. Morten Dyrholm, "Golbal Wind Report 2018," GWEC, April (2019) 

  5. John Twidell, Gaetano Gaudiosi, Offshore Wind Power, Multi-Science Publishing Co., Ltd., (2009) 

  6. Perez J.M.P., Marquez F.P.G., Tobias A. and Papaelias M., Wind turbine reliability analysis Renewable and Sustainable Energy Reviews (Elsevier) 23, 463-472, (2013) 

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  7. Marquez F.P.G., Tobias A., Perez J.M.P. and Papaelias M. Condition monitoring of wind turbines: Techniques and methods Renewable Energy (Elsevier) 46, 169-178 (2012) 

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