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풍력발전 증속기

  • 작성일 2021-07-20
    작성자 김근수 조회 118
  • 카테고리 풍력
모든것에 관심많은 일반인인데 궁금한게 있어 문의 드림니다. 감속 기어와 증속 기어에 대한 것인데요, 일반적으로 2대1감속기에서는 속도는 반으로 줄고 출력은 두배로 커지는 걸로 알고 있습니다. 그렇다면 풍력발전용 증속기가 93배 증속해서 발전을 한다고 유튜브에서 보았는데, 감속의 반대인 90여배의 증속을 하면 속도가 빨라지는건 이해가 갑니다. 하지만 풍력발전기 날개에서 얻은 동력이 증속기{기어}에서 감속기의 반대 현상으로 인해 손실[약해]되어 비효율적 발전기가 될것으로 생각 됨니다. 차라리 증속기가 없는 풍력 발전기라면 과학적 지식이 부족한 저에게는 이해가 됨니다. 물론 잘못된 과학 상식에 의한 오해일 테이지만 말입니다. 저는 과학적 용어를 전혀 모르니 설명해 주시려면 풍력발전기 브레이드에서 발생한 힘이100, 증속기에서 손실된 힘이 얼마, 발전기에서 발전된 전기가 브레이드에서 얻었던 힘대비 100분의 얼마로 설명해 주셔야 알아 듣습니다. 답변 부탁 드립니다.

[답변 글]

  • 답변자 최정철
  • 답변일 2021-07-21

좋은 질문에 감사드립니다.

 

풍력발전기에서 증속기를 사용하는 이유는 발전기의 크기를 작게 만들기 위해서입니다. 이는 전기차에서 작은 모터와 감속기가 함께 쓰이는 이유와 동일합니다. 기어의 단수도 하나로 고정된 점도 동일합니다.

 

그런데 질문자께서 말씀하신 것처럼 증속기 또는 감속기는 손실이 발생합니다. 일반적으로 풍력발전기의 증속기 효율은 95%~97% 정도 됩니다.

 

최근 풍력발전기에서 증속기를 사용하지 않는 추세로 변하고 있는데 이는 증속기의 고장 발생에 따라 교체를 할 경우 비용이 많이 들고 교체품이 도착할 때까지 오래 기다려야 하기 때문입니다. 특히 해상풍력에서 바지선 용선료와 크레인 임대 비용은 수억원에 달하며 다운타임은 수개월이 걸립니다. 이에 따라 풍력발전기 자체의 가격이 높아지더라도 증속기 없는 풍력발전기의 채택이 늘고 있습니다.

 

참고로 질문 앞부분에 기술하신 내용 일부를 정정하면 2:1 감속기에서 속도는 반으로 줄고 토크는 2배가 됩니다. 손실을 감안하지 않는 경우 출력은 같습니다.


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