Bulletin of Korea Environmental Preservation Association
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s.385
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pp.16-19
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2010
풍력발전기는 바람에너지를 전기에너지로 바꿔주는 장치이다. 풍력자원은 풍부하고 재생이 가능한 청정에너지원으로 다른 신재생에너지보다 상대적으로 발전단가가 낮아 경제적으로 유용한 것으로 알려져 있다. 2013년에는 시장규모가 120조원이 넘어설 것으로 예상이 되며 무한대의 시장이 펼쳐지고 있다. 수심 200M에 설치하는 심해풍력발전과 제트기류 등의 바람을 이용하는 고공풍력발전이 차세대 풍력발전으로 떠오르고 있다.
전 세계적으로 대체에너지 개발이 활발해지면서 국내에서도 풍력발전에 대한 관심이 높아지고 있다. 풍력발전을 신재생에너지 중에서 가장 상업화에 앞서 있으며 급속한 시장 확대와 산업의 발전을 가져온 분야이다. 1990년대에 개발되어 설치 운용되고 있는 약 20만대의 0.5 MW ~ 3 MW급 중대형 풍력발전기가 세계 여러 곳에서 상업발전을 하고 있으며, 국내에서는 제주도 행원풍력발전단지에 1998년부터 2003년 4월까지 총 15기(약 203억 원 투입)의 풍력 발전기가 도입되어 세워져 있으며, 1998년 8월에 600kW 풍력발전기 1 2호기의 상업운전을 최초로 시작하였다. 최근 풍력발전기의 설치 환경이 육상에서 해상으로 변하면서 5MW급 초대형 풍력발전기의 상용화가 시도되고 있으며 수요 또한 급증하고 있다. 본고에서는 전량 수입에 의존하고 있는 풍력발전기의 핵심 부품인 Yaw system(yaw bearing & drive)의 국내외 시장 동향과 초대형 요 베어링 및 고 강성 유성기어 감속기의 특성을 분석하였으며, 특히 전략적 국산화 개발필요성을 강조하였다.
우리 나라 전역에 대한 거시적인 풍력자원조사와 20kW급의 소형 풍력발전시스템의 개발 연구가 현재 진행중이나 풍력발전에 대한 산업체의 경험과 실용화를 위한 기반요소 기술은 아직 미약한 상태이므로 좀더 집약적인 투자와 연구개발노력으로 기존시스템에 대한 운영경험과 기술분석을 꾀하여 중형급 풍력발전시스템의 국산화 개발에 힘을 기울여야 한다. 개발과정에서 필연적으로 수반될 수 있는 시행착오 요인을 최소화하고 단시간 내에 신뢰성있는 시스템을 개발하기 위해 서는 기존의 실용화 시스템을 최대한 이용토록 하며 산. 학. 연의 협동 연구개발체제의 구성을 통해 집중적인 개발노력이 가해져야 하며, 산 . 학. 연의 협동체제가 현실성 있는 대안이 될 수 있도록 정부차원의 지원책이 선행되어야 한다.
풍력발전시스템에서 전기설비는 발전기를 위시하여 인버터, 변압기 및 변전시설과 기타 제어시스템으로 구성된다. 최근에 와서 대형 풍력터빈은 풍력 이용의 극대화를 위하여 가변속 풍력터빈이 채용되고 있다. 이에 따라 대형 발전기의 전압및 경제적인 측면에서 높은 전압의 기술 및 경제적인 측면에서 높은 전압의 채용이 불리함으로 저압을 채용할 수 밖에 없어 전력계통에 연결하기 위해서는 수십로 승압하며 중대형 풍력단지에서는 개별 풍력발전기에서 승압된 전력을 모아 이를 다시 특고압 변압기로 승압하여 대전력계통에 연결하게 된다.
풍력산업은 발전사업과 풍력터빈 제조산업으로 나뉜다. 세계의 풍력터빈의 설치량은 1996년을 기준으로 해서 매년 평균 28.6%의 성장률을 보여왔다[1]. 2008년 이후 그 성장세가 다소 꺾이기는 했지만, 그린에너지에 대한 세계적인 관심과 욕구, 화석연료 의존에서의 탈피 등의 이유로 계속적인 성장이 예상되고 있다. 특히 재생에너지 분야에서는 가장 시장 경쟁력을 확보할 수 있기 때문에 예측의 실현 가능성이 높다 하겠다. 풍력터빈과 그 부품 산업 역시 유럽이 주도적으로 끌고 나가고 있으며, 아시아와 북미의 시장이 대두됨에 따라서 지역의 풍력산업이 활발하게 발전하고 있다. 국내는 발전사업보다는 제조산업에 1차적인 관심이 있으며, 이를 바탕으로 국산화 모델의 개발 및 상용화에 정부와 민간이 힘을 쏟고 있다. 제품의 개발과 상용화는 시장을 바탕으로 이루어지는데, 불행하게도 국내의 풍력발전 시장은 매우 좁아서 국내 풍력터빈 제조사의 성장에 어려운 점이 있다. 하지만, 국내의 중공업기반과 산업수준을 적극 활용하여 터빈 완제품 및 부품산업의 발전을 위하여 국가와 민간차원에서의 노력이 가중되고 있다.
The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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v.39
no.4
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pp.39-44
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2010
2008년도 신재생에너지 보급통계(에너지관리공단 신재생에너지센터 발간, 2009.9)에 의하면 총1차에너지중 신재생에너지 공급비중은 2.43%인 5,858,482. toe인 것으로 집계되었다. 원별로는 폐기물이 77.98%로 거의 대부분을 차지하고 있으며, 그 다음이 수력, 바이오, 기타 순으로 나타났다. 기타로는 풍력 1.6%, 태양광 1.04%, 태양열 0.48%, 지열 0.27%, 연료전지 0.07%이다. 본 고에서는 국내 풍력발전 보급현황 및 설치사례를 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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