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풍력발전기 출력에 대하여 질문 드립니다.

  • 작성일 2021-08-02
    작성자 임성훈 조회 253
  • 카테고리 풍력
안녕하세요, 풍력발전기를 공부하고 있는 학생입니다.

다름이 아니라 풍력발전기의 출력을 보면 풍속이 변화하는 것보다 비교적 일정하게 출력이 되던데 어떠한 원리인지 알 수 있을까요?
또한, 예전에 학회에서 들은 바로는 풍속이 크게 변화해도 풍력발전기의 출력이 크게 흔들리지 않는 다라고 들은 바 있는데 혹시 이부분에 대해서 설명해주실 수 있으시다면 감사하겠습니다.

감사합니다.

[답변 글]

  • 답변자 최정철
  • 답변일 2021-08-03

바람이 많이 불면 풍력발전기 출력이 높아지고 바람이 약하면 출력도 낮아집니다. 그런데 풍속이 바뀌는 빈도 및 속도에 비해 출력은 부드럽고 천천히 변화합니다. 그 이유는 날개의 관성 때문입니다


보통 5MW 풍력발전기 블레이드의 무게는 25톤 정도 나갑니다. 블레이드 세 개를 잡아주는 반구 모양의 금속 부품을 허브(hub)라고 부르는데 이 무게도 20톤 정도 합니다. 따라서 5MW 풍력발전기가 돌 때 95톤 정도의 물체가 회전하는 셈입니다. (무게중심은 대략 날개 길이의 30% 지점에 있습니다.)

 

현재 개발중인 가장 큰 풍력발전기는 GE Haliade X로 블레이드 무게는 55, 허브 무게는 60톤입니다. 따라서 회전체 무게가 225톤입니다. 상용트럭인 포터 (1.8) 125대가 돌아가고 있는 셈입니다. 그러므로 풍속이 바뀌더라도 회전속도나 출력은 천천히 변화합니다.

 

그렇다면 풍력발전기 날개 무게가 무거운 게 좋은 걸까요? 사실 풍력업계는 날개 무게를 낮추기 위해 노력하고 있습니다. 우리가 일어서서 팔을 앞으로 뻗은 채로 무거운 아령을 들고 있다고 생각해보면 손목, 팔목, 어깨, 허리, 발끝까지 힘이 들어감을 알 수 있습니다. 풍력발전기도 마찬가지입니다. 날개 무게가 무거워지면 날개를 잡아주는 허브의 무게가 늘어나고 이를 지탱하는 메인베어링과 타워, 하부구조물, 파운데이션이 모두 무거워져야 합니다. 이는 제조원가 상승의 주요 원인이 됩니다.


좋은 질문에 감사드립니다.

 


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