풍속 (Wind speed)

  

너셀 (Nacelle)

수평축 풍력발전기에서 발전기가 받는 공기의 흐름(바람)을 조정하기 위한 일종의 덮개로 타워의 상부에 동력전달 장치와 그 밖의 장치를 내장한 곳이다.

 

변속장치

(變速裝置, Speed change device)

날개에서 발생한 회전력을 발전기에서 요구되는 회전수로 변속하여 발전기를 회전시키는 장치이다.

 

블레이드 (Blade)

바람에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 장치로서 풍력발전시스템의 용량과 제어방식을 결정하는 중요한 장치이다.

 

허브 (Hub)

날개 또는 날개 조립부붐을 로터축에 설치하는 고정부품을 말하며, 풍력발전기 허브높이는 지표면으로부터 풍력기기로터의 중심까지의 높이를 말한다.

 

아이들링 (Idling)

전력을 생산하지 않고 저속 회전하고 있는 풍력터빈의 상태를 말한다.

 

요잉 (Yawing)

수평축 풍력터빈에만 있는 것으로 수직축을 중심으로 풍력터빈 로터의 운동을 말한다.

 

풍속 (Wind speed)

• 정격풍속(Rated wind speed)

허브높이에서 풍력 터빈 발전기가 정격출력일 때의 바람의 속도를 말한다.

• 시동풍속(Cut-in wind speed)

허브높이에서 전력생산을 시작하는 풍력터빈 발전기의 최소 풍속을 말한다.

• 종단풍속(Cut-out wind speed)

허브높이에서 전력을 생산하기 위해 설계된 풍력터빈발전기의 최대 풍속을 말한다.

• 기준풍속(Reference wind speed)

풍력터빈 등급을 정의하기 위해 사용되는 기준으로서의 극치 풍속을 말하며, 기준풍속 Vref의 등급으로 설계된 풍력터빈은 허브높이에서 재현기간 50년의 극치적 10분 평균 풍속이 Vref 이하의 기상에서 견디도록 설계되어 있다.

여기서 극치풍속이란 t초에서 평균한 최대 평균 풍속으로 T년간(재현기간 : T년) 경험한 풍속이다.

 

해양에너지 (Ocean energy)

해양에너지는 해양의 조수좵파도좵해류좵온도차 등을 변환시켜 전기 또는 열을 생산하는 에너지원을 말하며, 조력좵파력좵조류좵온도차 발전 등이 있으며 우리나라의 해양에너지 부존량은 아래와 같다.

해수의 밀도는 공기보다 약 800배 정도 크기 때문에 에너지양도 그와 비례해서 매우 높다. 즉 같은 양의 해수가 움직일 때 공기보다 800배 많은 에너지를 갖고 있는 것과 같다.

 

조류발전

(Tidal current power generation)

밀물과 썰물에 의한 운동에너지(유속)를 이용하여 터빈을 돌려 전기를 생산하는 발전기술로서, 조류발전의 가장 큰 장점은 타 재생에너지와 달리 계절적 요인이나 날씨에 관계없이 항상 일정하게 가동하며, 발전량을 예측할 수 있는 신뢰성 있는 에너지원이며 유체의 흐름을 이용하여 발전하고 해수유통이 자유롭기 때문에 주변 해양환경에 영향을 미치지 않는다. 일반적으로 조류발전은 유속이 1m/s 내ㆍ외인 곳에서도 가능하나, 경제성 있는 발전을 위해서는 최소 2m/s 이상인 곳에 적용한다.

조류발전의 특징을 요약하면 다음과 같다.

1) 기상조건에 관계없이 지속적인 발전이 가능하고 예측 가능하다.

2) 조류의 속도가 빠른 서해안과 남해안에 적합하다.

3) 갯벌 황폐화 및 해양생태계에 미치는 영향이 거의 없다.

4) 댐의 건설이 필요치 않아 기존의 조력발전에 비해 투자 비용이 저렴하다.

 

조류발전방식 (潮流發電方式)

조류발전 시스템은 로터의 종류에 따라 크게 수평축 (HAT)과 수직축(VAT)방식으로 구분하여 각각의 특징은 아래와 같다.

1) 수평축 터빈

(1) 터빈의 회전축과 해류의 방향이 평행이다.

(2) 구조적으로 간단하고 안정적인 구조형태이다.

(3) 풍력발전 및 선박의 프로펠러 기술을 응용할 수 있다.

2) 수직축 터빈

(1) 터빈의 회전축과 해류의 방향이 수직이다.

(2) 다수의 터빈을 한 개의 수직축에 설치가 가능하다.

(3) 구조적으로 하중에 취약하며, 이 물질이 삽입되어 불균형 진동이 발생할 수 있다.

(4) 수면과 해저면을 연결하는 수직축이 길어 큰 굽힘 모멘트가 작용한다.

 

조력발전

(Tidal electric power generation)

조력발전은 조석에너지를 이용한 발전방식으로 조차가 큰 만의 입구에 댐과 수문을 설치하여 밀물 시 수문을 닫고 썰물 시 발전 수문을 열어 수위차에 의한 유체 흐름을 만들어 터빈을 회전시켜 전기를 생산하는 발전방식을 말한다. 조력발전은 조류발전과 달리 저수지를 확보하기 위해 댐을 필요로 한다. 조력발전은 특성상 조차가 발전 전력량에 크게 영향을 미치게 되며 적지 선정에 있어 최소한 5m 이상의 조차를 가져야 한다

 

조력발전방식 (潮力發電方式)

1) 부체식

부유체의 부력을 이용하여 전기를 생산하는 방식을 말한다.

2) 압축공기식

조차의 상하수위를 이용하여 밀페된 공간에 갇혀있는 공기를 압축시켜 발전하는 방식을 말한다.

3) 저수지식

조석차가 큰 하구나 만에 댐을 설치하여 해수를 모아두는 저수지를 만들어 조차에 의한 수위차를 이용해 발전하는 방식을 말한다. 한방향 흐름을 이용한 단류식 방식과 양방향 흐름을 이용한 복류식 방식이 있다.

 

파력발전 (Wave power generation)

파도의 위치 및 운동에너지를 이용하여 터빈을 구동하거나 기계장치나 유압장치를 사용하여 전기를 생산하는 발전으로 국내에서는 제주도와 동해 일부 지역등 파고가 높은 지역에 제한적으로 적용이 가능하다.

 

파력발전방식 (波力發電方式)

파력발전의 방식에는 5가지 정도로 분류 할 수 있다.

파랑이 물체에 주는 힘과 진동을 이용하는 가동물체형과 파랑에 의한 수위의 변화를 이용하여 공기의 이동을 이용한 진동수주형, 또한 바다의 내에서 파랑에 의한 수압의 변화를 이용한 수압면형 수심이 얕은 해역에서 파랑의 힘에 의해 제방에 유입되는 해수를 이용해 수차를 운전하는 월파형 그리고 방파제 전면 등에서 평균수위가 상승하는 효과인 wave set-up에 의한 해수의 흐름을 이용하는 방식인 set-up형이 있다.

 

해양 온도차발전

(海洋溫度差發電, Gradient power generation)

해면의 온수와 심해의 냉수의 온도차를 이용해서 발전하는 방식이다. 태양에 의해서 가열된 높은 온도의 표층수(表層水)를 파이프라인으로 증화기(蒸化器)에 흡인하여 진공펌프로 감압한다. 물은 기압이 낮아지면 그만큼 낮은 온도로 비등하여 증발한다. 서(西)아프리카 상아해안 아비잔에서는 약 30℃의 표층해수를 증화기에 흡인하여 약 1/25atm으로 감압해서 비등시켜 증기를 얻는다. 이 증기로 저압터빈을 돌려서 발전한다.