풍력발전의 개요
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% 수준에 머물고 있다.
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 구조
풍력발전기(WTG : Wind Turbine Generator)시스템은 주요 부품들 (Components)로 구성된 기계시스템, 전기 시스템, 그리고 풍력발전기를 제어하는 제어시스템으로 나눌 수 있다. 또 한편으로는 날개를 포함한 허브 시스템, 각종 기계, 전기, 제어장치를 탑재시킨 나셀(Nacelle), 그리고 이들 상부 중량물을 지상으로 부터 받쳐주는 타워시스템으로도 구분할 수도 있다
기계 및 전기 시스템
바람에너지를 회전력으로 변환시켜 주는 회전날개(Blade)와 이를 주축(主軸)과 연결시켜 주는 허브(Hub)시스템, 날개의 회전력을 증속기 또는 발전기에 전달하여 주는 회전축(Shaft) 또는 주축(Main shaft), 회전속도를 올려 주는 증속기 (Gear box), 증속기로부터 전달받은 기계적에너지를 전기적에너지로 변환시키는 발전기(Generator), 제동장치인 Brake, 날개의 각도를 조절하는 피치시스템, 날개를 바람방향에 맞추기 위하여 낫셀을 회전시켜 주는 요잉시스템(Yawing System), 그리고 풍력발전기를 지지하는 타워시스템 등으로 구성되어 있다.
제어장치
풍력의 제어시스템은 풍속에 따른 출력, 피치각, 로터와 발전기의 회전수를 조절하는 속도 및 출력 제어 시스템, 풍향과 제동장치, 회전방식에 대한 제어를 담당하는 운전 상황 및 운전 모드 제어시스템, 전력계통과의 병렬운전을 제어하는 계통연계 제어 시스템, 풍력발전기의 운전 상태를 실시간으로 감시하고 모니터링 하는 운전 및 모니터링 시스템으로 구성되어 있다.
풍력발전의 종류
회전축 방향에 의한 분류 | 시공방법 |
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수평축(Horizontal axis type) 풍력발전기 | |
증속기 유무에 의한 분류 | 증속기형(Geared type) 풍력발전기 |
직결형(Gearless type) 풍력발전기 | |
공기역학적방식에 의한 분류 | 양력식(Lift type) 풍력발전기 |
항력식(Drag type) 풍력발전기 | |
운전속도에 의한 분류 | 정속형(Fixed rotor speed type) 풍력발전기 |
가변속형(Variable rotor speed type) 풍력발전기 | |
출력제어방식에 의한 분류 | 날개각제어형(Pitch controlled type) 풍력발전기 |
실속제어형 (Stall controlled type) 풍력발전기 | |
계통연계 여부에 의한 분류 | 계통연계형(Grid connected type) 풍력발전 |
독립전원형(Off-grid type) 풍력발전 | |
설치 장소에 의한 분류 | 육상(Onshore type) 풍력발전 |
해상(Offshore type) 풍력발전 |
신재생에너지원별 공급인증서(REC)가중치
구분 | 공급인증서 | 대상에너지 및 기준 | ||
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가중치 | 설치유형 | 지목유형 | 용량기준 | |
태양광 에너지 |
0.7 | 건축물 등 기존시설물을 이용하지 않는 경우 | 5개 지목 (전, 답, 과수원, 목장용지, 임야) | |
1 | 기타 23개 지목 | 30kW 초과 | ||
1.2 | 30kW 이하 | |||
1.5 | 건축물 등 기존 시설물을 이용하는 경우 | |||
기타 신재생 에너지 |
0.25 | IGCC, 부생가스 | ||
0.5 | 폐기물, 매립지가스 | |||
1 | 수력, 육상풍력, 바이오에너지, RDF 전소발전, 폐기물 가스화 발전, 조력(방조제 유) | |||
1.5 | 목질계 바이오매스 전소발전, 해상풍력(연계거리 5km이하) | |||
2 | 해상풍력(연계거리 5km초과), 조력(방조제 무), 연료전지 |