▣ 발전기의종류

           발전기는 바람이 가진 에너지가 로터에 의해 회전력으로 변환된 후 그 회전력을 이용하여 전기를 발            생시키는 구성품으로 실제 전기에너지 발전의 효율이나 전기의 품질을 좌우하는 중요한 요소이다.

        ◎ 동기 발전기

      로터의 회전속도와 자기장의 회전속도가 같은 형태의 발전기로써 평균풍속이 일정한 장소 에 설치할          경우 일정전압 및 주파수 유지가 용이하며 상용전원 정전시에도 단독 발전이 가능하다.

     전압, 주파수, 위상을 상용전원에 맞추어 자동동기 투입장치를 투입하므로 계통선의 전압강하 등에          미치는 부정적인 영향을 최소화 하였다. 여자전류에 의해 발전기 역률 조정이 가능하므로 역률 개선용          콘덴서 장치의 설치가 불필요 하다.

     그러나 회전기 본체 및 제어장치가 복잡하여 발전기 자체의 가격이 고가이고 상용전원변동에 의한 발          전기의 과전류 소손 방지용 자동 역률조정 장치기 필요하다. 풍차의 피치제어를 조금만 하여도 일정한          풍차의 회전속도를 유지할 수 있는 곳 즉, 평균풍속이 연중 거의 일정한 곳에 한정적으로 설치가 가능          하다.

                      그림 1. 단극형 동기발전기 개략도                 그림 2. 다극형 동기발전기 개략도

        ▶ 일반권선형동기발전

           : 전력변환장치에 의한 가변속 정전압 정주파수 변환이 가능하며, 다극기에 의해 기어 없는 발전기로                이용된다.

    ▶ 영구자석 동기발전기

         : 높은 출력밀도를 가진 영구자석을 사용함 으로써 넓은 운전 범위와 고효율을 가지게 되며, 이를 통해            발전기의 경량화가 가능하고, 기어가 없기 때문에 하부구조 경량화가 가능하다.

        ◎ 유도 발전기

       발전기의 회전자가 동기 속도인 1500RPM을 넘어 섰을 때 로터의 속도가 자기장의 회전속도보다 빨라           지게 되는데, 이때 회전자에 강한 전류가 유도되는 성질을 이용한 발전기로써 신뢰성이 뛰어나며,           구조가 간단하기 때문에 동기식 발전기보다 가격이 저렴하며, 정속 회전 방식에 사용되는 발전기이다.

       그러나, 기어를 사용해 동기 속도인 1500RPM을 유지해야만 하는 단점이 있으며, 종류로는 농형 유도           발전기, 권선형유도 발전기, 영구자석형 유도 발전기 등이 있다.

    ▶ 농형 유도발전기

         동기발전기에 비해 기계적인 특성이 우수하며, 싸이리스터를 이용할 경우 제어가 간단하고 시스템의          하드웨어를 최소화 할 수 있어 경제적으로 유리하다. 따라서 최근에 풍력발전 시스템으로 확대 적용          추세이다. 계통선과 연계운전을 할 경우 여자전류를 계통에서 공급받아야 하기 때문에 역률이 저하되          고 단독전원으로 사용할 경우 고정자에 병렬로 여자용 콘덴서를 부착하여 운전해야 하는데, 이 때 부          하에 따라 전압과 주파수가 변동하므로 안정된 전원으로서의 사용이 곤란하다.

    ▶ 권선형유도발전기

         제주지형에서와 같이 가변 풍속이 특징인 곳에 설치 가능하며 동기발전기에 비해 기계적인 특성이          우수하다. 권선형유도기의 회전자에 인버터를 연결하여 풍속변화에 추종하므로써 발전전압의 주파수          및 유·무효전력 제어를 실현하였다. 회전자측의 전류를 제어하므로써 고정자측의 유·무효전력을 자유          자재로 제어할 수 있어 계통선의 역률제어가 가능하다. 하지만 브러쉬 마모에 의한 정기적인 유지보수          가 필요하다.

        ◎ 기  타

    ▶ 이중속도, 극변화 발전기 (Two speed, Pole Changing Generators)

         두개의 발전기 채용하여 저속구간 발전기(저속일 때 다극 사용) 및 고속구간 발전기로 구분하여 발전          을 하게 되며 출력 전기의 주파수를 일정하게 유지하여 효율이 높아지는 특징이 있다. 하지만 극 변화          에 따른 비용과 출력과의 관계를 고려하여 사용되어져야만 하는 특성을 지닌다.

    ▣ 출력제한

           풍력발전시스템은 출력제어방식에 따라서 stall 타입과 pitch 타입으로 구분된다. stall 타입이란 블레            이드 설계를 정격풍속 이상에서 발전기 출력이 증가하지 않고 정지풍속에서 stall 이 발생하도록 설계            하는 방식이다. Pitch 타입이란 블레이드의 깃각제어를 통하여 정격풍속 이상에서는 일정한 출력이            발생하도록 제어하며, 정지풍속에서는 블레이드를 Feathering 함으로서 발전기가 정지하도록 제어            하는 방식이다. 이러한 시스템의 각각의 장.단점은 다음과 같다.

     ◎ Pitch Regulated 방식

        ◎ Stall Regulated 방식