차세대 직회전방식 풍력발전기 기술개발 전망

최근들어, 국가별로 연안 앞바다 근교의 풍력발전시설을 이용한 농장재배와 관련된 다양한 프로젝트들이 도입되고 있는 가운데, 발전기 기술개발 또한 새로운 변화를 모색하고 있는 것으로 나타났다.

연안 앞바다에서 불어오는 바람을 이용한 풍력발전기는 비용대비 효율성 문제로 바람이 세게 불지 않는 지역에서는 도입이 권장되지 않는 단점을 보완해야 했었는데, 이를 위해 `직회전 제네레이터 (direct-drive generator)` 기술을 도입하기로 결정한 것이다.

이러한 차세대 풍력발전기를 개발 및 생산할 수 있는 업체는 그리 많지 않은 상황인데 현재로서는 Siemens社 및 General Electric社가 대표적으로 손꼽힌다 할 수 있겠다.

먼저 Siemens社의 직회전 풍력발전기는 현재 연안 앞바다 및 내륙연안 모두에서 사용이 가능한 상황으로 보인다. 지난 2009년 동사는 시험용 프로토타입을 선보여 성공적인 결과를 얻어낸 것으로 발표하였기 때문이다.

3 메가와트의 전력양을 생산해내며 크기 역시 기어박스를 장착한 기존의 발전기들보다 원형도 작아졌으며 적은 바람으로 효율적인 전력생산이 가능하다는 장점을 갖고 있다. 이에 비해 기존의 풍력발전기는 기어박스와 회전자가 제네레이터에 연결되어 있는 형태로서 맞물린 형태로 동작하게 되기 때문에 부피가 커질 수 밖에 없는 요인이기도 하였다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해 유수의 업체들은 십여 년 이상의 연구를 통해 현재의 차세대 중소형 풍력발전기를 양산해낼 수 있었으며, 향후 2~3년 내에 초대형 풍력발전기를 개발하여 다양한 해양지역 (연안, 만, 곶 등)에 설비를 장착할 수 있는 때를 기다리고 있기도 하다.
또한 General Electric社 역시 유럽국가를 대상으로 특화된 풍력발전기를 개발하는데 박차를 가하고 있는 것으로 나타났다. 지난 2009년 노르웨이의 풍력발전기 기술을 보유하고 있는 ScanWind社를 사들이기도 하였다고 한다.

이렇듯 직회전 방식의 터빈기술은 이미 소규모 터빈을 대상으로 널리 사용되고 있는 상황이다. 특히 100 키로와트의 전력을 생산할 수 있는 터빈을 이용해 학교시설 및 오피스 빌딩의 전력공급에도 사용되고 있는 사례가 보고되고 있기 때문이다. 아마도 2010년 연말 경이 되면, 2메가와트 이상의 유틸리티를 대체할 수 있는 발전기가 도입될 것으로 예상된다.

이 외에도 유수의 터빈제조업체들이 기술개발에 뛰어들고 있는 상황이며, 몇몇 회사들은 국립재생에너지연구소에서 지원을 받아 기어박스 연구 및 재생에너지 개발에 열을 올리고 있다고 한다.

직회전 방식의 터빈의 기술적 이점은 영구적인 마그넷을 사용해 기존의 구리방식의 코일과 기어박스를 사용해 소모성 재료의 단점을 보완한 방식으로서 앞으로는 영구적인 마그넷을 이용한 기술이 두각을 나타내어 다양한 공급업체 및 산업분야에 활용될 전망이다.

 

[출처 : KISTI 글로벌동향브리핑]