신재생 기술, 풍력으로 만드는 에너지 기술에 대해 알아보자

풍력 에너지 기술은 심플하면서도 매력적인 재생에너지 발전 방식인데요. 바람의 힘을 이용해 전기를 생산, 바람개비 모양의 터빈 블레이드를 회전시키며 지속 가능한 에너지를 제공하는 재생 에너지 기술입니다.

풍력 기술의 원리

풍력에너지 기술에 대해 조금 더 자세히 알아보도록 하겠습니다. 풍력에너지의 기본 개념은 바람의 키네틱 에너지(아래에서 자세히 다루겠습니다.)를 기계적 에너지로 전환한 후, 발전기를 통해 전기 에너지로 변환하는 것입니다.
원리는 바람이 날개를 돌리면 회전운동 에너지가 발생되고 증속기를 거쳐 고속으로 변환합니다. 이를 발전기로 전기에니지를 생산하게 되는 것이죠.

*키네틱 에너지란?

물리학에서 운동하는 물체가 가지고 있는 에너지를 말합니다. 속도가 있는 모든 물체는 키네틱 에너지를 가지고 있다고 볼 수 있으며 물체를 정지 상태에서 현재 속도까지 가속시키는 데 필요한 에너지의 양으로 정의됩니다.

풍력 발전의 종류

풍력발전은 간단하게 육상, 해상으로 나눌 수 있겠는데요. 육상 풍력은 일반적으로 산이나 대지에 설치되며, 접근성과 유지관리가 상대적으로 쉽답니다. 해상풍력은 바다에 설치되며 더 강한 바람을 이용해 더 많은 에너지를 생산할 수 있지만, 설치 및 유지 관리가 더 복잡하고 비용이 비싸다는 단점도 있습니다.

풍력에너지 기술의 주요 장점

첫 번째로 면적 대비 높은 출력이 가능합니다. 풍력 발전은 기둥 하나로 구성된 터빈으로 많은 양의 전기를 생산할 수 있어, 면적당 발전 효율이 높습니다. 태양광 발전과 비교했을 때, 단위 면적 대비 더 큰 발전량을 확보할 수 있다는 점이 장점입니다. 두 번째로 유해 물질 배출이 없습니다. 풍력 발전은 화석연료의 연소과정에서 발생하는 이산화탄소(CO2)나 질소 산화물(NOx) 같은 유해 물질을 배출하지 않습니다. 이는 공기 환경을 오염시키지 않는 깨끗한 발전 방식으로 환경오염 저감에 크게 이바지하고 있죠. 마지막으로 높은 설비 이용률입니다. 풍력 발전은 바람이 불기만 하면 언제든지 발전이 가능하며, 24시간 발전 기회를 가질 수 있습니다. 국내 육상 풍력 발전의 평균 설비 이용률은 20~30% 정도지만, 해상 풍력 발전은 약 10% 더 높은 이용률을 기대할 수 있습니다. 사실 가장 큰 장점은 신재생 에너지로 환경보호에 이바지하고 있다는 점이겠죠?

풍력에너지 기술의 단점

첫 번째로 일정하지 않은 에너지 공급입니다. 풍력 발전은 바람의 세기와 빈도에 따라 발전량이 크게 달라집니다. 바람이 일정하지 않기 때문에 안정적인 에너지 공급이 어려울 수 있습니다.
두 번째로 소음과 시각적 영향입니다. 풍력 터빈은 소음을 발생시키며, 때에 따라서는 시각적 불편을 주는 경관 문제도 있을 수 있습니다. 이러한 문제들로 인해 주변 환경이나 거주민에게 영향을 줄 수 있어요.
세 번째로 조류 및 야생 생물에 대한 영향을 줄 수 있다는 점입니다. 풍력 터빈의 로터 블레이드는 조류에게 충돌 위험을 가질 수 있으며, 이로 인해 야생 생물들에게도 부정적인 영향을 줄 수 있습니다.
풍력 에너지의 운영에 관련한 단점으로는  초기 설치 비용이 매우 높은 편이라는 점, 활용 가능한 장소가 제한적인 점 등을 들 수 있겠습니다. 기술이 발전함에 따라 이러한 단점들을 보완하고, 더욱 효율적인 재생에너지원으로서의 풍력 발전의 가능성을 기대할 수 있겠습니다.

풍력 에너지의 활용

풍력 에너지는 바람의 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 다양한 방면에서 사용되고 있습니다.
가장 큰 활용으로 전기 생산입니다. 풍차날개를 통해 바람의 에너지를 기계적 회전력으로 변환하고, 이를 다시 전기로 바꿔 공급하는 원리를 가지고 있습니다. 특히 풍력 발전을 도입한 친환경 건축물들이 건물 자체에서 필요한 전력을 생산하여 사용하기도 해요. 또한 지역 경제를 활성화할 수도 있는데요. 풍력 발전단지는 지역 상권의 활성화에 기여할 뿐 아니라 협동조합 방식으로 운영되며 지역민들과 수익을 공유할 수 있는 경제 모델로도 주목받고 있습니다.