• 풍력은 바람에너지를 변환시켜 전기를 생산하는 발전 기술
  
  

• 풍력이 가진 에너지를 흡수, 변환하는 운동량변환장치, 동력전달장치, 동력 변환장치, 제어장치
  등으로 구성
  • 기계장치부
    • 바람으로부터 회전력을 생산하는 Blade(회전날개), Shaft(회전축)를 포함한 Rotor(회전자), 이를 적정 속도로 변환하는 증속기(Gearbox)와 기동·제동 및 운용 효율성 향상을 위한 Brake, Pitching & Yawing System등의 제어장치부문으로 구성
  • 전기장치부
    • 발전기 및 기타 안정된 전력을 공급토록하는 전력안정화 장치로 구성
  • 제어장치부
    • 풍력발전기가 무인 운전이 가능토록 설정, 운전하는 Control System 및 Yawing & Pitching Controller와 원격지 제어 및 지상에서 시스템 상태 판별을 가능케하는 Monitoring System으로 구성
      • 주) Yaw Control : 바람방향을 향하도록 블레이드의 방향조절
      • 주) 풍력발전 출력제어방식
        • - Pitch Control
        • · 날개의 경사각(pitch) 조절로 출력을 능동적 제어
        • - Stall(失速) Control
        • · 한계풍속 이상이 되었을 때 양력이 회전날개에 작용하지 못하도록 날개의 공기역학적 형상에 의한 제어
        [풍력발전시스템(Geared Type)]

구조상 분류(회전축 방향)	수평축 풍력시스템(HAWT) : 프로펠라형
	수직축 풍력시스템(VAWT) : 다리우스형,사보니우스형
운전방식	정속운전(fixed roter speed type) : 통상 Geared형
	가변속운전(variable roter speed type) : 통상 Gearless형
출력제어방식	Pitch(날개각) Control
	Stall(失速) Control
전력사용방식	계통연계(유도발전기, 동기발전기)
	독립전원(동기발전기, 직류발전기)

[수직축 발전기]

[수평축 발전기]

• 수직축은 바람의 방향과 관계가 없어 사막이나 평원에 많이 설치하여 이용이 가능하지만
  소재가 비싸고 수평축 풍차에 비해 효율이 떨어지는 단점이 있음, 수평축은 간단한 구조로
  이루어져 있어 설치하기 편리하나 바람의 방향에 영향을 받음
  
  • 중대형급 이상은 수평축을 사용하고, 100㎾급 이하 소형은 수직축도 사용됨

• 유럽을 중심으로 시스템의 대형화 추세에 있으며, 제작사별로 3MW급(Vestas, Enercon, GE Wind 등)이 기술개발 완료되어 생산 중에 있으며, 5MW급(Repower등) 풍력발전 시스템의 시작품이 제작되었거나 실증 운전 진행중에 있으며, 6MW급이상도 개발 단계에 있음.
  • 독일은 풍력발전 선두국가로 7MW를 개발 시험 중에 있으며 ’06년 세계 설치용량의
    28%(약 20,652MW, 1.8만기, 독일전력수요 5%)를 보급중이며, 미국에 이어 세계 2위의
    설비시장을 점유(14.9%)하여 세계시장을 리드하고 있음
  • 덴마크는 ’80년대부터 집중 개발하여 ’06년 세계 최대의 풍력설비업체(VESTAS)를 보유하고
    있으며 세계 5위(4.2%)의 풍력설비시장을 형성하여, 풍력발전의 대형화, 해상풍력 등
    국제적 트랜드 선도
    
    
• 전 세계 풍력발전기의 누적 보급량은 2007년 말 93,678MW이며, ’07년 신규 설치 용량은
  19,288MW로서 매년 크게 증가 추세에 있음 (출처:EUROBSERY’ER 2008)
  
  • 독일 등 7개 국가에서 해상 풍력 용량의 증가율이 20%이상을 기록하였으며, 2006년
    912MW급, 2007년 1,122MW의 해상풍력발전단지가 조성됨
    
    
• 미국은 ’80년대 중반까지 세계 풍력발전시장을 주도하였고 정부지원을 줄임으로 인해 '80년대
  후반부터 주도권이 유럽으로 이전되기도 하였으나 ’06년 이후 최대시장으로 부상하고 있음
  • ’07년말 누적보급량은 16,800MW이며 ’08년 DOE보고서에 따르면 2030년까지 풍력발전을
    통해 미국 전력수요의 20%를 공급할 계획
    
    
• 블레이드, 주기기 등 풍력발전시스템의 세계시장 규모는 2011년경 약 33GW, 490억불 예상
  
  

• '90년대 초에 대학과 연구원을 중심으로 기초연구 및 소형풍력시스템 연구를 시작한
  이래 '90년대 중반부터 본격적으로 기술개발 수행
  
  • 1단계('88∼'91) 사업으로 전국 64개 기상청 산하 기상관측소, 일부지역의 도서 및 내륙
    일부지역에서 관측된 풍속과 풍향자료를 이용한 풍력자원 특성분석 이루어짐
  • '93년부터 한국에너지기술연구소가 제주 월령에 풍력, 태양광 및 태양열 시설을 포함한
    신재생에너지 시범단지를 조성, 100㎾ 풍력발전기 1기와 30㎾ 풍력발전기 2기를 설치,
    계통선에 연계 운전중임
    
  • 1단계 사업기간에 한국과학기술원이 20㎾ 소형 수평축 풍력발전기를 국산화하려는
    연구개발을 시도하였고, 2단계('92∼'96) 사업기간에는 복합재료 분야의 전문업체인
    한국화이바가 한국형 중형급 수직축 300㎾풍력발전기 개발
  • 한국화이바에서 중대형급(750㎾급) Gearless Type (Direct Drive Generation)수평축
    풍력발전기(브레이드) 개발완료(2001년)
    
  • 현재 3대 중점기술개발과제로 (주)유니슨(기어리스타입)에서 750kW급 풍력발전기
    기술개발 및 실증연구를 통해 상용화 완료하였으며, (주)효성(기어드타입)은 ’08년
    완료예정임.
    
  • 2MW급 중대형 풍력발전 시스템 개발 및 실증 연구 수행 중(2004년∼ )
    
  • 해상풍력 실증연구단지 조성연구 수행중
    
    • 실증기간 : 2005.12 ∼2009.12 (4년)
      
  • 3MW급 해상용 풍력발전시스템 개발(두산중공업, 2006.8~2009.7)

• 블레이드: 애드컴텍에서 750kW급, 2MW급 국산화 개발 완료
  
  • 750kW급 : 국산화 설계, 제작 완료하였으며, 해외인증취득 예정(’08)
    
  • 2MW급 : 국산화 설계, 제작 완료하여, 현장 실증 테스트 예정
    
    
• 시스템
  
  • 750kW급 : geared 및 gearless형 발전시스템 개발 완료(’08)
    
  • 2MW급 : 국산화 개발(’07) 후, 현장 실증 연구 진행 중
    
  • 3MW급 : 해상용 발전시스템으로, 기술개발 진행 중
    
    
• 발전기 및 증속기
  
  • 유도발전기 : (주)효성에서 유도발전기 및 증속기 개발완료(750kW급)
    -Geared Type에 적용
    
  • 동기발전기 : (주)유니슨에서 동기발전기 및 증속기 개발완료(750kW급)
    -Gearless Type에 적용
    
    
• 제어시스템 기술개발
  
  • 한국전기연구원: 750kW급 풍력발전시스템 제어 및 계통연계장치
    개발완료(Gearless Type, 동기발전형식 기준)
    
    

• 풍력발전시스템 구성에 필요한 요소기술개발 및 시스템 개발 지속 추진(추진중)
  • 국산화 차원의 기술개발
  • 풍력 발전 패턴별 (예: Gearless Type, Geared Type등) 부문별 기술개발내용 추진
    • Geared Type(증속기) 기준의 풍력발전시스템 제어 및 계통연계장치 개발
    • Gearless Type기준에 적용되는 동기발전기 개발
  • 관련요소기술간의 System Integration 기술개발 및 확보
    
    
• 풍력단지 용량별 계통연계 기술 및 설비의 표준화
  
  
• 국내 중대형 풍력발전 시스템 표준성능시험 기술 개발
  
  • Offshore : 해상풍력 최적 후보지에 3MW급 해상풍력 발전시스템 실증 추진예정(2009년)

1 단계( ∼2005년)	2 단계(2006년∼2008년)	3 단계(2009년∼2012년)
중형급 750kW 풍력발전기 개발·상용화 소형분산형 30kW급 풍력 발전기 상용화 경량화·저가화 개발 소형풍력기의 연계기술확립 및 보급 풍력자원 DB구축 및 예측기술 개발	대형급 1,500 kW 풍력발전기 개발 및 상용화 해양풍력 발전기 개발 및 상용화 해양풍력 자원 DB구축	초대형급 3MW 풍력발전기 개발 및 상용화 해양풍력단지 보급확산 풍력발전산업 고도화로 해외수출 확대