• 풍력발전은 자연상태의 무공해 에너지원으로 현재 기술로 대체에너지원 중 가장 경제성이높은 에너                  지원으로써 바람의 힘을 회전력으로 전환시켜 발생되는 전력을 전력계통이나 수요자에 직접 공급하                  는 기술이다.

         • 풍력발전을 이용한다면 산간이나 해안오지 및 방조제 등 부지를 활용함으로써 국토이용효율을 높일      수 있다.

         • 풍력발전 시스템이란 다양한 형태의 풍차를 이용하여 [그림 1]과 같이 바람 에너지를 기계적 에너지      로 변환하고, 이 기계적 에너지로 발전기를 구동하여 전력을 얻어내는 시스템을 말한다.

         • 풍력발전 시스템은 무한정의 청정에너지인 바람을 동력원으로 하므로 기존의 화석연료나우라늄 등      을 이용한 발전방식과 달리 발열에 의한 열공해나 대기오염 그리고 방사능 누출 등과 같은 문제가      없는 무공해 발전방식이다.

         • 풍력발전 시스템은 가장 유력한 대체 에너지원으로 인정을 받고 있으며 이미 전 세계적으로 약      32,154MW (2002년말 누계기준)의 풍력발전 시스템이 설치 운전되고 있다. 이중, '02년 한해 동안      설치된 풍력발전 시스템의 용량은 7,227MW이며, 이는 그해 건설된 원자력발전소 용량보다도 큰      수치이다.

         • 우리나라도 세계기후변화협약과 같은 국제 환경의 변화와 유가상승, 그리고 국내사용 에너지의 96%      를 수입에 의존하고 있는 현실적인 문제에 대응하기 위하여 풍력발전 시스템에 대한 관심이 높다.

         • 풍력발전 시스템은 구조나 설치 등이 간단하여 운영 및 관리가 용이하고 무인화 및자동화 운전이      가능하기 때문에 최근에 도입이 비약적으로 증가하고 있다.

     ▣ 풍력발전시스템의분류

          ◎ 형태에 따른 분류

          풍력발전시스템은 형태에 따라서 수평축과 수직축 풍력발전기로 구분된다. 수직축 풍력발전기는 회전           축이 수직으로 되어 있으며, 수평축 풍력발전기는 회전축이 수평으로 되어 있는 발전기이다. 90년대           말에는 수직축 풍력발전기에 대한 연구가 활발하였으나, 근래에 들어서는 기술이 사장되었고 대부분           의 풍력발전기들이 수평축 풍력발전기 형태를 채택하고 있다.

                                <수직축 풍력발전기>                               <수평축 풍력발전기>

     ▶ 수직축 풍력발전기

         • VAWT ; Vertical-Axis Wind Turbine

         • 회전축이 바람의 방향에 대해 수직인 풍력발전 시스템

         • 실용화(상용화)된 대형 시스템 없음.

        - 장  점 -

         • 바람의 방향에 관계없이 운전가능 (요잉 시스템 불필요)

         • 증속기 및 발전기 지상에 설치됨 

        - 단  점 -

         • 시스템 종합 효율이 낮음

         • 자기동(self-starting) 불가능, 시동토크 필요

         • 주 베어링의 분해시 시스템 전체 분해 필요

         • 넓은 전용면적 필요

      ▶ 수평축 풍력발전기

         • HAWT ; Horizontal-Axis Wind Turbine

         • 회전축이 바람이 불어오는 방향에 수평인 풍력 발전 시스템

         • 현재 가장 안정적인 고효율 풍력발전 시스템으로 인정되는 시스템

         • 현재 가장 일반적인 형태로, 중형급 이상의 풍력발전기 에서는 대부분 Upwind Type 3-Blade      HAWT을 사용하고 있음.

      ⅰ) 맞바람 형식(Upwind Type)

        - 장  점 -

         • 요잉 시스템 불필요

         • 타워와 로터의 충돌 피할 수 있음

         • 타워의 하중 감소

         • 저렴한 가격으로 인해 주로 소형 풍력발전기에서 사용

        - 단  점 -

         • 타워에 의한 풍속의 손실 발생/ 풍속의 변동 큼

         • 터빈의 피로하중 및 소음 증가

         • 전력선이 꼬일 수 있음

      ⅱ) 뒷바람 형식(Downwind Type)

        - 장  점 -

         • 요잉 시스템 불필요

         • 타워와 로터의 충돌 피할 수 있음

         • 타워의 하중 감소

         • 저렴한 가격으로 인해 주로 소형 풍력발전기에서 사용

       - 단  점 -

         • 타워에 의한 풍속의 손실 발생/ 풍속의 변동 큼

         • 터빈의 피로하중 및 소음 증가

             • 전력선이 꼬일 수 있음

        ◎ 동력전달장치 구조에 따른 분류

              풍력발전시스템은 동력전달장치의 구조에 따라서 Geared type과 Gearless type으로 나뉘어진다.               Geared type은 발전기의 출력주파수를 계통의 상용주파수에 맞추기 위하여 로터의 회전속도를 증가               시키기 위하여 Gearbox를 사용하는 풍력발전기이다. 그러나 gearbox를 사용함으로서 유지보수가               요구되며, 기계적인 손실이 발생하게 된다. 또한 이러한 시스템은 유도발전기를 사용하게 되는데 이로               인하여 전력품질에 악영향을 미치게 된다. Gearless type은 기어박스 없이 발전기와 로터를 직접 연               결하는 풍력발전기이다. 이러한 타입은 발전기의 출력을 계통이 요구하는 대로 제어하기 위하여 발전               기 후단에 전력변환장치를 설치하게 되며, 동기발전기를 사용하게 되는데 최근에 들어서는 효율향상               을 위하여 영구자석을 많이 사용하고 있다. 그러나 고가의 장비를 사용함으로서 gearbox 타입보다               가격이 증가하며 전력변환장치에 의한 손실이 발생하게 된다. 각각의 타입에 대한 장․단점을 자세하               게 기술하면 다음과 같다.

자료출처 : http://www.niceenergy.co.kr