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▶바람만으로 전기를 만드는 풍력발전기

높은 산지나 해안가에서 바람개비를 닮은 풍력발전기를 본 적이 있나요?

입김으로 바람개비를 돌리듯이,

풍력발전기는 자연에서 불어온 강한 바람으로 거대한 날개를 돌려 전기를 만들어요.

그런데 날개를 회전시킨다고 어떻게 전기가 만들어지는 걸까요?

바람이 불면 풍력발전소의 날개인 ‘블레이드’가 돌아가며 회전에너지가 발생합니다.

풍력발전기의 머리 부분에는 회전 수를 높여주는

‘증속기’와 전기를 발생시키는 ‘발전기’가 들어 있어요.

블레이드가 만들어낸 회전에너지는 증속기를 거치며

전기를 만들기 더욱 적합한 회전에너지로 전환 되며,

발전기를 가동시켜 전기를 생산합니다.

풍력발전기를 보면 대개 날개가 3개인 경우가 많습니다.

날개 개수가 3개인 이유는 효율성과 안정성 때문이에요.

날개가 4개 이상으로 늘어나면 바람을 받는 면적이 증가해

같은 풍력으로 회전에너지를 더 많이 만들 수 있지만,

안전성이 떨어집니다.

날개 하나당 무게가 10t(톤) 정도 되기에,

날개가 많아지면 날개를 지탱하는 기둥인 타워가 그 무게를 버티기 어려워지죠.

2개의 날개만 이용해 풍력발전기를 만들 수도 있지만,

날개가 3개인 편이 무게가 세 방향으로 분산되어 더욱 안정적이에요.

풍력발전기에는 흔히 볼 수 있는 바람개비 형태의

‘수평축 풍력발전기’ 말고도 풍향계 모습의 ‘수직축 풍력발전기’도 있습니다.

수평축 풍력발전기가 방향에 영향을 많이 받는 반면,

수직축 풍력발전기는 바람의 방향에 관계없이 발전할 수 있지요.

하지만 수직축 풍력발전기는 수평축 풍력발전기에 비해

많은 전기를 만들어내지 못해 자주 사용되지는 않습니다.

최근에는 다양한 풍력발전 방식이 연구되고 있어요.

열기구처럼 생긴 발전기를 공중에 띄우는 ‘공중부양 풍력발전’이 그중 하나입니다.

고도가 높아질수록 바람이 강하고 일정하게 불기 때문에

효율적으로 발전 할 수 있죠.

2021년에는 스페인의 스타트업 ‘보어텍스 블레이드리스’가

날개 없는 풍력발전기를 공개하기도 했습니다.

날개를 돌리는 대신, 바람에 흔들리는 나뭇가지처럼

기둥 형태의 구조물이 떨리며 발생하는 운동에너지를 활용하는 방식이에요.

미래의 풍력발전기는 과연 어떤 모습을 하고 있을까요?