기본 콘텐츠로 건너뛰기

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 




댓글

이 블로그의 인기 게시물

통계 공부는 어떻게 하는 것이 좋을까?

 사실 저도 통계 전문가가 아니기 때문에 이런 주제로 글을 쓰기가 다소 애매하지만, 그래도 누군가에게 도움이 될 수 있다고 생각해서 글을 올려봅니다. 통계학, 특히 수학적인 의미에서의 통계학을 공부하게 되는 계기는 사람마다 다르긴 하겠지만, 아마도 비교적 흔하고 난감한 경우는 논문을 써야 하는 경우일 것입니다. 오늘날의 학문적 연구는 집단간 혹은 방법간의 차이가 있다는 것을 객관적으로 보여줘야 하는데, 그려면 불가피하게 통계적인 방법을 쓸 수 밖에 없게 됩니다. 이런 이유로 분야와 주제에 따라서는 아닌 경우도 있겠지만, 상당수 논문에서는 통계학이 들어가게 됩니다.   문제는 데이터를 처리하고 분석하는 방법을 익히는 데도 상당한 시간과 노력이 필요하다는 점입니다. 물론 대부분의 학과에서 통계 수업이 들어가기는 하지만, 그것만으로는 충분하지 않은 경우가 많습니다. 대학 학부 과정에서는 대부분 논문 제출이 필요없거나 필요하다고 해도 그렇게 높은 수준을 요구하지 않지만, 대학원 이상 과정에서는 SCI/SCIE 급 논문이 필요하게 되어 처음 논문을 작성하는 입장에서는 상당히 부담되는 상황에 놓이게 됩니다.  그리고 이후 논문을 계속해서 쓰게 될 경우 통계 문제는 항상 나를 따라다니면서 괴롭히게 될 것입니다.  사정이 이렇다보니 간혹 통계 공부를 어떻게 하는 것이 좋겠냐는 질문이 들어옵니다. 사실 저는 통계 전문가라고 하기에는 실력은 모자라지만, 대신 앞서서 삽질을 한 경험이 있기 때문에 몇 가지 조언을 해줄 수 있을 것 같습니다.  1. 입문자를 위한 책을 추천해달라  사실 예습을 위해서 미리 공부하는 것은 추천하지 않습니다. 기본적인 통계는 학과별로 다르지 않더라도 주로 쓰는 분석방법은 분야별로 상당한 차이가 있을 수 있어 결국은 자신이 주로 하는 부분을 잘 해야 하기 때문입니다. 그러기 위해서는 학과 커리큘럼에 들어있는 통계 수업을 듣는 것이 더 유리합니다...

9000년 전 소녀의 모습을 복원하다.

( The final reconstruction. Credit: Oscar Nilsson )  그리스 아테나 대학과 스웨덴 연구자들이 1993년 발견된 선사 시대 소녀의 모습을 마치 살아있는 것처럼 복원하는데 성공했습니다. 이 유골은 그리스의 테살리아 지역의 테오페트라 동굴 ( Theopetra Cave )에서 발견된 것으로 연대는 9000년 전으로 추정됩니다. 유골의 주인공은 15-18세 사이의 소녀로 정확한 사인은 알 수 없으나 괴혈병, 빈혈, 관절 질환을 앓고 있었던 것으로 확인되었습니다.   이 소녀가 살았던 시기는 유럽 지역에서 수렵 채집인이 초기 농경으로 이전하는 시기였습니다. 다른 시기와 마찬가지로 이 시기의 사람들도 젊은 시절에 다양한 질환에 시달렸을 것이며 평균 수명 역시 매우 짧았을 것입니다. 비록 젊은 나이에 죽기는 했지만, 당시에는 이런 경우가 드물지 않았을 것이라는 이야기죠.   아무튼 문명의 새벽에 해당하는 시점에 살았기 때문에 이 소녀는 Dawn (그리스어로는  Avgi)라고 이름지어졌다고 합니다. 연구팀은 유골에 대한 상세한 스캔과 3D 프린팅 기술을 적용해서 살아있을 당시의 모습을 매우 현실적으로 복원했습니다. 그리고 그 결과 나타난 모습은.... 당시의 거친 환경을 보여주는 듯 합니다. 긴 턱은 당시를 살았던 사람이 대부분 그랬듯이 질긴 먹이를 오래 씹기 위한 것으로 보입니다.   강하고 억센 10대 소녀(?)의 모습은 당시 살아남기 위해서는 강해야 했다는 점을 말해주는 듯 합니다. 이렇게 억세보이는 주인공이라도 당시에는 전염병이나 혹은 기아에서 자유롭지는 못했기 때문에 결국 평균 수명은 길지 못했겠죠. 외모 만으로 평가해서는 안되겠지만, 당시의 거친 시대상을 보여주는 듯 해 흥미롭습니다.   참고  https://phys.org/news/2018-01-te...

사막에서 식물을 재배하는 온실 Ecodome

 지구 기후가 변해가면서 일부 지역에서는 비가 더 많이 내리지만 반대로 비가 적게 내리는 지역도 생기고 있습니다. 일부 아프리카 개도국에서는 이에 더해서 인구 증가로 인해 식량과 물이 모두 크게 부족한 현상이 지속되고 있습니다. 이를 해결하기 위한 여러 가지 아이디어들이 나오고 있는데, 그 중 하나가 사막 온실입니다.   사막에 온실을 건설한다는 아이디어는 이상해 보이지만, 실제로는 다양한 사막 온실이 식물재배를 위해서 시도되고 있습니다. 사막 온실의 아이디어는 낮과 밤의 일교차가 큰 사막 환경에서 작물을 재배함과 동시에 물이 증발해서 사라지는 것을 막는데 그 중요한 이유가 있습니다.   사막화가 진행 중인 에티오피아의 곤다르 대학( University of Gondar's Faculty of Agriculture )의 연구자들은 사막 온실과 이슬을 모으는 장치를 결합한 독특한 사막 온실을 공개했습니다. 이들은 이를 에코돔( Ecodome )이라고 명명했는데, 아직 프로토타입을 건설한 것은 아니지만 그 컨셉을 공개하고 개발에 착수했다고 합니다.   원리는 간단합니다. 사막에 건설된 온실안에서 작물을 키움니다. 이 작물은 광합성을 하면서 수증기를 밖으로 내보네게 되지만, 온실 때문에 이 수증기를 달아나지 못하고 갖히게 됩니다. 밤이 되면 이 수증기는 다시 응결됩니다. 그리고 동시에 에코돔의 가장 위에 있는 부분이 열리면서 여기로 찬 공기가 들어와 외부 공기에 있는 수증기가 응결되어 에코돔 내부로 들어옵니다. 그렇게 얻은 물은 식수는 물론 식물 재배 모두에 사용 가능합니다.  (에코돔의 컨셉.  출처 : Roots Up)   (동영상)   이 컨셉은 마치 사막 온실과 이슬을 모으는 담수 장치를 합쳐놓은 것이라고 말할 수 있습니다. 물론 실제로도 잘 작동할지는 직접 테스트를 해봐야 알 수...