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2013년 1월 27일 일요일

세계에서 가장 큰 풍력 발전기는 (2012) ?



 이전에도 초대형 풍력 발전기에 대한 포스팅을 한 적이 있지만 시간이 갈수록 점점 기술의 한계를 시험하는 초대형 풍력 발전기들이 건설되고 있기 때문에 이를 한번 알아보는 것도 재미있을 것이라고 생각되어 포스트를 작성하게 되었습니다. 일단 기간은 2012 년 까지 입니다. 


 참고로 포스트를 작성하기 전에 한가지 언급할 내용은 왜 거대한 풍력 발전기를 개발하려 하는 가 에 대한 것입니다. 풍력 발전기 (터빈 + 블레이드 ) 의 발전양을 증가시키는 가장 간단한 방법은 더 거대한 지름을 가진 풍차를 만드는 것입니다. 간단히 계산해도 지름이 두배가 되면 원의 면적은 네배가 되므로 바람을 받는 면적이 그만큼 늘어나게 되는 것입니다. 이것은 발전양이 그만큼 증가한다는 것을 의미합니다. 그리고 거대한 풍력 발전기를 가능한 높은 위치에 건설하면 바람의 세기도 증가해서 발전에 메리트가 더 커지게 됩니다. 바람은 지상보다는 높은 고도에서 더 세기 때문입니다.  

 또 거대한 풍력 터빈이 멀리서도 쉽게 식별할 수 있고 블레이드가 상대적으로 천천히 움직이기 때문에 새들이 보고 피하기도 쉽습니다. 버드 스트라이크는 항공기에서도 문제가 되지만 풍력 발전소에서도 문제가 될 수 있습니다. 주된 문제는 블레이드 안전 자체보다는 환경 상의 문제인데, 해마다 많은 새들이 풍력 발전기 때문에 죽기 때문에 이런 배려가 필요합니다.


 최근에는 지름 100 미터 이상의 거대 풍력 발전기도 더 이상 드문 존재가 아니게 되었지만 Enercon E  - 126 windturbine 은 엄청난 위용을 자랑하는 풍력 발전기입니다. 대규모로 건설된 풍력 발전기 가운데 가장 인상적인 E - 126 은 명칭 그대로 지름 126 미터급 풍차입니다. (실제로는 127 m 급) 최대 전력 생산 능력은 7.58 MW 에 달해 2012 년 현재로는 세계 최대급입니다. 이것을 더 거대하게 만드는 것은 허브 헤이트 (hub height) 로 이 풍차는 135 미터나 되는 탑위에 건설되어 있습니다. E - 126 의 가장 높은 부분은 지상에서 198 미터 위치에 있으며 바람을 받는 면적의 넓이는 12668 ㎡ 입니다. (즉 3800 평 정도. )  



 (E - 126. 주변의 나무들이 잔디처럼 보이게 만드는 거대한 크기임. 위치에 따라 6 MW - 7.5 MW 최대 전력 용량이 가능하지만 풍력 발전기의 특징상 100% 에 가깝게 가동되지는 않고 실제로는 설치 용량보다 훨씬 작은 발전량을 보이는 게 일반적. Enercon E 126, 6MW Windenergieanlage (WEA) in Georgsfeld (nahe Aurich), Bauherr: Burgerwindpark Georgsfeld GmbH & Co KG, Nabenhohe 135m, Rotordurchmesser 126m, Gesamthohe 198m   Source: http://en.wikipedia.org/wiki/File:E_126_Georgsfeld.JPG  )



(건설되는 E - 126 발전기들. 클릭하면 원본. 크기를 짐작하기 쉽지 않지만 주변의 나무들과 비교하면 발전기 한개당 거의 200 미터 높이라는 사실을 알 수 있음. Estinnes wind farm on 20th July 2010, a month before completion.  public domain image) 



(동영상) 




 이 거대한 풍차는 동영상이나 건설 현장 사진에서 볼 수 있는 거대한 콘크리트 기반위에 건설되는데 그 무게는 2500 톤에 달합니다. 타워 자체 무게는 2800 톤이며 기계실 128 톤, 발전기 220 톤, 로터 자체는 364 톤이며 전체 무게는 6000 톤 이상입니다. Enercon 은 독일의 풍력 발전기 생산 업체로 독일, 벨기에, 오스트리아, 스웨덴, 네덜란드에 설치되었거나 설치될 예정입니다. 2012 년 6월 147 개나 되는 E - 126 이 발전중에 있으며 향후에도 추가로 건설될 예정입니다. 참고로 1 기당 건설비용은 1100 만 유로라고 합니다. 


 하지만 현재 이보다 더 거대한 크기의 풍력 발전기들이 건설되고 있습니다. 지멘스 풍력 (Siemens Wind Power) 는 SWT - 6.0 - 154 라는 로터 지름 154 미터급 (바람을 받는 면적이 18600 ㎡) 를 건설하고 있고 Vestas 사의 경우 V164 - 8.0MW 라는 164 미터 지름 풍력 발전기를 계획하고 있습니다. 이 경우 바람을 받는 면적이 21124 ㎡ 에 달하게 됩니다. 


 이 정도면 사실상 현재의 기술적 한계에 근접한 크기의 풍력 터빈들이라고 할 수 있습니다. 이를 뛰어넘는 200 미터급 로터를 지닌 풍력 발전기가 나오게 될지는 알 수 없지만 경제성 확보를 위해 커질 수 있는 수준과 기술적/비용적 문제의 한계점까지 크기가 커지게 될 것은 분명해 보입니다. 


 참고 




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