태풍친화적인 새로운 풍력 발전기 디자인

(Credit: challenergy)

 강한 바람은 풍력발전의 필수조건이지만, 반대로 너무 강력한 바람은 풍력 발전기의 적이기도 합니다. 거대한 풍차 구조물이 강풍에 견디지 못하고 파괴될 수 있기 때문이죠. 이런 문제는 특히 주기적인 태풍이 찾아오는 일본에서 심각합니다. 일본이 2011년 원전 사고 이후 신재생 에너지 투자를 늘리고 있음에도 불구하고 대규모 풍력 발전 단지를 건설하는데 어려움이 있는 것은 우리보다 훨씬 태풍이 자주 방문하는 기후적인 문제 역시 한몫하고 있습니다. 

 일본의 엔지니어인 아츠시 시미즈 (Atsushi Shimizu)는 독특한 디자인의 새로운 풍력 발전기로 이 문제를 해결하기 위해서 노력하고 있습니다. 그가 만든 풍력 터빈은 수직형 (vertical) 풍력 발전기로 언뜻 보기에는 이전에 등장한 수직형 풍력 발전기와 비슷해 보이지만, 사실은 약간 다른 원리를 이용하고 있습니다. 

 그가 설립한 Challenergy의 풍력 발전기는 마그누스 효과 (Magnus effect)를 이용한 것입니다. 이는 회전하는 물체가 유체 속에서 한쪽 방향을 힘을 받는 것을 이용한 효과입니다. 앞서 포스트에서 잠시 설명한 바가 있죠. 

(마그누스 효과의 원리. 위키피디아)

(동영상1 ) 

(동영상2) 

 마그누스 효과를 이용해서 세 개의 기둥이 중심축을 돌리는 방식인데, 에너지 전환 효율은 30%정도로 높은 편이라고 합니다. 바람을 받는 면적이 기존의 풍력 터빈 대비 그다지 크지 않은 것 같지만, 대신 그렇게 때문에 강력한 바람에 견디는 힘이 더 뛰어나다는 것이 이를 개발하는 Challenergy 의 설명입니다. 태풍이 잦은 일본의 환경에서도 설치가 가능하다는 것이죠. 

 만약 실제로 비용 효과적으로 장시간 발전이 가능하다면 기존에는 풍력 발전기를 건설하기 어려웠던 지역에서도 풍력 발전기를 설치 할 수 있을 것으로 기대됩니다. 하지만 아직은 실험 단계로 성공 여부를 단언하기는 어려워 보입니다. 아이디어는 참신해 보이는데 과연 성공적 결과로 이어질지 궁금하네요. 

 참고 

https://techxplore.com/news/2016-09-big-bad-typhoon-turbine.html