풍력 발전 단지란? - 정의, 유형 및 이점

풍력발전단지란?

풍력 발전소 또는 풍력 발전소라고도 불리는 풍력 단지 또는 풍력 단지는 전기를 생산하는 데 사용되는 동일한 위치에 있는 풍력 터빈 그룹입니다. 풍력 발전 단지의 규모는 적은 수의 터빈에서 광범위한 지역을 포괄하는 수백 개의 풍력 터빈에 이르기까지 다양합니다. 풍력 발전 단지는 육상 또는 해상에 있을 수 있습니다.

풍력 발전 단지는 많은 대형 풍력 터빈이 함께 그룹화되어 있는 영역입니다. 당신은 바람의 힘을 "수확"합니다. 이 큰 터빈은 초고형 풍차처럼 보입니다.

대규모 풍력 발전 단지에서는 수백 대의 풍력 터빈이 수백 킬로미터에 걸쳐 분산될 수 있습니다. 터빈 사이의 토지는 일반 농업과 같은 다른 목적으로 사용될 수 있습니다. 일부 풍력 발전 단지는 수역 근처에도 있습니다. 그곳에서 그들은 호수나 바다 위로 부는 바람을 사용합니다.

풍력 에너지가 실제로 태양 에너지의 또 다른 형태라는 것을 알고 계셨습니까? 지구의 모양과 회전은 바람을 만드는 태양에 의한 대기의 고르지 않은 가열에 영향을 줍니다.

풍력 발전 단지는 정기적으로 특히 바람이 많이 부는 것으로 알려진 지역에 설치됩니다. 윈치는 터빈의 블레이드를 돌립니다. 그런 다음 터빈은 바람의 에너지를 기계적 동력으로 변환합니다. 그런 다음 발전기는 기계적 동력을 전기로 변환합니다. 이 전기는 가정에 전력을 공급하는 데 사용됩니다.

풍력 터빈은 팬의 반대 개념으로 생각할 수 있습니다. 팬은 전기를 사용하여 바람을 생성합니다. 풍력 터빈은 그 반대입니다. 풍력을 사용하여 전기를 생성합니다! 바람이 풍력 터빈의 블레이드를 돌릴 때 블레이드는 샤프트를 회전시킵니다. 회전축은 전기를 생성하는 발전기에 연결됩니다.

 

풍력발전단지의 종류

해상 풍력 발전 단지
해상 풍력 에너지 또는 해상 풍력 에너지는 일반적으로 바다의 수역에 건설된 풍력 발전소를 사용하여 풍력 에너지를 발전으로 생성합니다. 육지에 비해 해상에서 더 높은 풍속을 이용할 수 있으므로 설치 용량당 해상 풍력 에너지의 발전량이 더 높습니다.
해상풍력에너지는 해상풍력을 이용하여 해상풍력을 이용하여 얻는 청정재생에너지로, 해상풍력은 장벽이 없어 육상보다 더 빠르고 일정한 속도로 도달한다.
이 자원을 최적으로 사용할 수 있도록 최신 기술 혁신을 갖춘 거대 구조물이 해저에 설치되었습니다. 이 실제 바다 거인이 어떻게 생겼고 어떻게 작동하는지 알아보세요.

 

 

해상 풍력 터빈의 단계별 작동 방식

▷ 바람의 힘은 칼날을 돌립니다.
▷ 블레이드는 허브를 통해 나셀에 부착됩니다.
▷ 저속 샤프트는 블레이드와 동일한 속도로 회전합니다(분당 7~12회 회전).
▷ 기어박스는 이 속도를 100배 이상 증가시켜 고속 샤프트로 전달합니다.
▷ 고속 샤프트(분당 +1,500회전)는 이 속도를 발전기로 전달합니다.
▷ 발전기는 받은 운동 에너지를 전기로 변환합니다.
▷ 발전기에서 생산된 전기는 타워 내부를 통해 공급됩니다.
▷ 변환기는 직류를 교류로 변환합니다.
▷ 변압기는 풍력 발전 단지를 가로질러 수송하기 위해 전압(33kV – 66kV)을 높입니다.
▷ 전기는 수중 케이블을 통해 변전소로 전송됩니다.
▷ 변전소에서 전기는 고전압 전류(+150kV)로 변환됩니다.
▷ 전기는 배전망을 통해 가정까지 운송됩니다.

 

해상 풍력 터빈의 유형

고정 기반 해상 풍력 터빈은 일반적으로 수심이 50미터 미만이고 평균 풍속이 초당 7미터(23피트/초) 이상인 지역에서 기술적으로 실행 가능한 것으로 간주됩니다.

1. 고정 기반 해상 풍력 터빈
몇 개의 시범 프로젝트를 제외하고 현재 운영 중인 거의 모든 해상 풍력 발전 단지는 고정된 기초가 있는 터빈을 사용합니다. 고정식 기반 해상 풍력 터빈은 고정된 수중 기반을 가지며 최대 50~60m의 비교적 얕은 수심에 설치됩니다.
수중구조물의 종류로는 모노파일, 삼각대, 재킷형 등이 있으며 해저에는 모노파일 또는 다중말뚝, 중력 베이스, 케이슨 등의 다양한 기초가 있습니다. 해상 터빈은 수심에 따라 안정성을 위해 다른 유형의 기지가 필요합니다.

2. 부유식 해상 풍력발전기
깊이가 60-80m 이상인 위치의 경우 고정 기반이 비경제적이거나 기술적으로 실현 가능하지 않으며 해저에 고정된 부유식 풍력 터빈이 필요합니다.

3. 수직축 해상풍력발전기
현재 육상에 설치된 대다수의 대형 해상 풍력 터빈과 모든 대형 해상 풍력 터빈이 수평축이지만, 해상 설치에 사용하기 위해 수직축 풍력 터빈이 제안되었습니다. 해양 설치 및 낮은 무게 중심 덕분입니다.
이 터빈은 원칙적으로 수평축 터빈보다 크게 제작할 수 있으며, 제안된 설계는 터빈당 최대 20MW 용량입니다. 이것은 해상 풍력 발전 단지의 규모의 경제를 향상시킬 수 있습니다. 그러나 현재 이 기술에 대한 대규모 시연은 없습니다.

 

해상 풍력 에너지의 장점

▷ 해상 풍력 에너지는 재생 가능하고 무제한이며 환경 친화적입니다.
▷ 육지보다 해상에 풍력 자원이 더 많습니다(중형 육상 풍력 발전 단지의 최대 2배).
▷ 연안에 있는 경우 시각적 및 청각적 영향이 매우 작기 때문에 훨씬 더 넓은 영역을 사용할 수 있습니다. 덕분에 해상 풍력 발전소는 일반적으로 수백 메가 와트의 설치 용량을 갖습니다.
▷ 육상 운송에 비해 화물 및 치수에 대한 제한이 거의 없는 해상 운송의 용이성으로 인해 해상 풍력 터빈은 육상 풍력 터빈보다 훨씬 더 큰 단위 용량과 크기를 달성할 수 있었습니다.

 

육상 풍력 발전 단지

육상 풍력 발전 단지는 육지에서 발생하는 바람으로 전기 에너지를 생성하는 기반 시설입니다. 이를 위해 우리는 먼저 바람의 운동 에너지를 전기로 변환할 수 있는 장치를 설계 및 구축한 다음 배전 계통에 보내기 전에 사용 가능한 전기로 변환합니다.
바람 에너지는 기류의 움직임을 전기 에너지로 변환하여 생성됩니다. 육지에서 생산된 바람을 사용하기 위해 이 깨끗하고 재생 가능한 자원에서 최대 전력을 끌어낼 수 있는 거대한 풍력 발전 단지가 건설되고 있습니다. 어떻게 작동하는지 설명하겠습니다.

육상 풍력 발전 단지는 어떻게 작동합니까?

전기 에너지는 풍력 터빈에서 생성됩니다. 안정성과 기능성을 위해 철근콘크리트 기초로 지지하는 구조입니다. 기상 조건에 따라 터빈을 시작 및 중지하는 컨트롤러와 정확한 정렬을 위해 풍향을 결정하는 메커니즘이 있습니다. 지상의 특성에 따라 높이가 달라지는 타워에는 최대 안전을 위해 항공 교통에 잘 보이도록 특정 조명과 색상의 비콘 시스템이 있습니다.

바람의 힘은 최대 운동 에너지를 포착하도록 설계된 블레이드를 회전시킵니다. 블레이드는 매우 약한 바람에서도 시속 11km로 이동할 수 있습니다. 블레이드는 허브를 통해 터빈에 연결되며, 허브는 차례로 블레이드와 동일한 속도로 회전하는 저속 샤프트에 연결됩니다(분당 7~12회전).

기어박스는 이 속도를 100배 이상 높이고 이를 분당 1,500회 이상으로 움직이는 고속 샤프트로 전달합니다. 이 동력은 운동 에너지가 전기 에너지로 변환되는 발전기(일부 기술은 저속 샤프트에 직접 연결된 저속 발전기를 사용함)로 전달됩니다. 여기에서 변환기로 이동하여 교류로 변환합니다.

생산된 전기 에너지는 저전압이므로 농장을 통해 전송될 전압(20~66kV 사이)을 높이는 변압기로 전송됩니다. 그런 다음 변전소로 운송되어 고압 전기(132kV 이상)로 변환됩니다. 이제 소비에 적합한 이 전기는 배전망에 연결된 시스템을 통해 대피선(보통 오버헤드)을 통해 전송되어 가정으로 연결됩니다.

 

 

해상 풍력 발전 단지는 어디에 설치할 수 있습니까?

풍력 발전소는 일반적으로 마을과 도시에서 멀리 떨어진 인구가 없는 농촌 지역에 위치하여 주민들을 방해하는 소음을 방지합니다.
풍력 발전 단지를 건설할 위치를 결정할 때 고려해야 할 몇 가지 요소가 있습니다.

▷ 환경 적 영향.
▷ 지역의 에너지 잠재력.
▷ 시간에 따른 공간적, 시간적, 수직적 바람의 변화.
▷ 사이트의 지질 학적 및 지반 공학 조건.
▷ 환경적, 법적 및 영토적 생존 가능성 및 위치의 접근성.

풍력 발전 단지가 건설되기 전에 풍력 터빈을 설치하기 위한 최적의 위치를 ​​결정하고 사용 수명 전체에 걸쳐 생산 능력을 추정할 수 있게 해주는 기상 도구와 모델이 있습니다.

육상 풍력 발전 단지의 이점은 무엇입니까?

▷ 깨끗하고 안전하며 재생 가능한 에너지의 무진장한 원천입니다.
▷ 화석 연료 소비를 줄여 기후 변화를 예방하고 에너지 전환을 진행하는 데 도움이 됩니다.
▷ 폐기물이 거의 없으며 독성 가스나 방사선을 생성하지 않습니다.
▷ 이동식 설치이므로 농장이 해체되면 사이트를 복구할 수 있습니다.
▷ 풍력 터빈의 유지 보수 비용은 최소화됩니다.
▷ 풍력 발전소는 시설 주변의 농업이나 축산을 방해하지 않습니다.
▷ 일자리를 만듭니다. 2017년 9월에 발간된 WindEurope의 유럽의 풍력 에너지: 2030년 시나리오 보고서에 따르면 풍력 산업은 2030년까지 569,000개의 일자리를 창출할 것입니다.