풍력 에너지란 무엇입니까?
브라질 풍력 에너지의 장점과 단점 이해
Unsplash의 Appolinary Kalashnikova 이미지
풍력 에너지는 바람의 운동 에너지(움직이는 기단)와 태양의 전자기 가열(태양 에너지)에서 생성된 에너지로, 함께 픽업 블레이드를 움직입니다.
바람의 운동 에너지는 일반적으로 풍차와 바람개비에 의해 기계적 에너지로 변환되거나 풍력 터빈(또는 풍력 터빈)에 의해 전기 에너지로 변환됩니다.
풍차와 바람개비에 의한 기계 작업에 곡물을 갈고 물을 퍼 올리는 것과 같은 기계 작업에 풍력 에너지를 적용한 것은 인류가 이 에너지원을 사용한 기원으로 거슬러 올라갑니다. 70년대 오일쇼크 이후 세대.
풍력 에너지의 작동 원리
바람의 운동 에너지는 가열된 공기층이 기단에서 다양한 압력 구배를 생성할 때 생성됩니다.
풍력 터빈은 블레이드의 회전 운동을 통해 이 운동 에너지를 기계적 에너지로 변환하고 발전기를 통해 전기 에너지를 생성합니다.
풍력 터빈은 다음으로 구성됩니다.
- 풍속계: 바람의 세기와 속도를 측정합니다. 평균적으로 10분마다 작동합니다.
- Windsock(방향 센서): 바람의 방향을 감지합니다. 바람의 방향은 최대 사용을 위해 항상 타워에 수직이어야 합니다.
- 블레이드: 바람을 포착하여 그 힘을 로터의 중심으로 변환합니다.
- 발전기: 샤프트의 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 항목.
- 제어 메커니즘: 주어진 기간 동안 가장 빈번하게 발생하는 풍속에 정격 출력을 조정합니다.
- 곱셈 상자(전송): 회전자 샤프트에서 발전기 샤프트로 기계적 에너지를 전달하는 역할을 합니다.
- 로터: 블레이드의 회전을 발전기로 전달하는 샤프트에 연결되는 세트;
- 나셀(Nacele): 기어박스, 브레이크, 클러치, 베어링, 전자 제어 및 유압 시스템으로 구성된 타워 상단에 설치된 구획;
- 타워: 작동에 적합한 높이에서 로터와 나셀을 지지하는 요소. 타워는 시스템 비용이 많이 드는 항목입니다.
풍력 에너지의 장점과 단점
풍력 에너지의 주요 장점은 지구 온난화에 기여하는 온실 가스를 배출하지 않고 전기를 생성할 때 폐기물을 생성하지 않기 때문에 재생 가능하고 "청정한" 에너지원이라는 것입니다.
- 온실 가스는 무엇입니까
또한 풍력 에너지의 원천은 고갈되지 않는 것으로 간주되며 화석 연료에서 발생하는 것과 달리 원료 확보와 관련된 비용이 없습니다.
배포 비용이 상대적으로 낮습니다. 유지 관리의 필요성이 낮고 일반적으로 투자를 거의 받지 않는 지역에서 새로운 고용 기회가 생성됩니다.
풍력 에너지에 대한 매우 일반적인 비판은 간헐성과 관련이 있습니다. 풍력 에너지는 이상적인 밀도와 속도에서 발생하는 바람에 따라 달라지며 이러한 매개변수는 연간 및 계절적 변화를 겪습니다.
따라서 풍력 에너지가 기술적인 관점에서 사용 가능한 것으로 간주되기 위해서는 풍력 발전소(또는 풍력 단지)가 기단 밀도가 평방 미터당 500와트(W/m) 이상인 위치에 배치되어야 합니다. m²) 50미터 높이에서 풍속은 초당 7~8미터(m/s)입니다.
그러나 풍력발전단지의 건설은 바람의 이용가능성과 관련된 기술적 요인의 충족에만 기반할 수는 없습니다. 또한 이 절차는 전략적 관점에서뿐만 아니라 사회적 및 환경적 측면에서 최상의 위치를 정의하는 역할을 하는 환경 영향 연구(EIA) 및 환경 영향 보고서(RIMA)의 수행을 요구합니다.
풍력 발전 단지(또는 풍력 발전 단지)는 전기를 생산할 수 있는 최소 5개의 풍력 터빈(에어로제너레이터)이 있는 공간입니다. 동일한 위치에 이러한 풍력 터빈이 집중되면 일련의 부정적인 외부 효과가 발생합니다.
부정적인 환경 영향 중 하나는 새 개체군입니다. 터빈에 너무 가까이 날아갈 때 많은 새들이 블레이드에 맞아 심각한 부상을 당하고 심지어 죽기까지 합니다. 풍력 발전 단지의 구현은 조류 개체군의 이동 경로 변경에 영향을 미칠 수 있습니다.
또한 풍력 발전 단지는 작동 시 터빈에서 발생하는 높은 소음으로 인해 지역 생태계와 주변 인구에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 소음 공해는 건강에 대한 다른 영향 중에서 스트레스 증가, 공격성 및 심리적 장애와 관련이 있기 때문에 공중 보건 문제로 간주됩니다. 소음은 또한 동물 개체군을 이동시켜 지역 생태계에 영향을 줄 수 있습니다.
주변 지역 사회는 시각 오염의 영향을 받을 수 있습니다. 풍력 발전 단지의 건설은 경관에 중대한 변화를 일으킵니다.
터빈과 관련된 또 다른 영향은 기상 레이더에서 발생하는 간섭입니다. 이 레이더는 강우량, 우박 위험 및 기타 기상 활동을 예측하는 데 사용됩니다. 이러한 활동을 수행할 수 있으려면 매우 민감한 장비여야 합니다. 이러한 감도로 인해 외부 간섭에 취약합니다. 기상 레이더에 가까운 지역에서 작동하는 단일 풍력 터빈은 예측에 영향을 줄 수 있습니다. 레이더는 장마철 중대 사건을 예방하는 중요한 도구이고 민방위가 비상대책의 기반으로 사용하기 때문에 레이더와 풍력 터빈 사이에 반드시 충족되어야 하는 최소 거리가 설정되었습니다.
과기정통부 보고서에 따르면 C-band 레이더(주파수 4GHz~8GHz)에서 5km 이내, S-band(주파수 ~ 2GHz 및 4GHz). 풍력 발전 단지의 구현을 다룰 때 고려해야 할 거리는 각 유형의 레이더에 대해 각각 20km 및 30km입니다.
풍력 에너지는 발전 중에 폐기물을 생성하지 않지만 일반적으로 유리 섬유로 만드는 터빈 블레이드의 제조 공정에서 폐기물이 있다는 점에 유의해야 합니다. 유리 섬유 자체는 독성이 없지만 재료를 강화하는 데 사용되는 첨가제는 에폭시 수지와 같은 것일 수 있습니다. 에폭시 수지는 비스페놀과 같은 유해 물질로 만들어집니다.
- 비스페놀의 종류와 그 위험성 알기
삽의 평균 수명은 20년에 달하며, 삽을 만드는 재료가 매우 복잡하기 때문에 재활용 삽을 경제적으로 사용할 수 있는 기술은 아직 없습니다.
풍력 에너지의 적용 가능성
National Electric Energy Agency(Aneel)의 보고서에 따르면 전 세계 육지 표면의 13%만이 이 요소에 적합하며 대부분의 지역에서 적용 가능성에 이미 제한이 있습니다.
브라질의 풍력 에너지
브라질의 경우 국토의 71,000km² 이상이 50m 높이에서 7m/s 이상의 풍속을 가지고 있습니다. 이 잠재력은 연간 272테라와트시(TWh/년)에 해당하는 전력을 국가에 제공할 것이며, 이는 연간 약 424TW인 전국 전력 소비의 약 64%를 나타냅니다. 이 잠재력은 주로 브라질의 북동부 지역에 집중되어 있으며 브라질 풍력 잠재력의 지도에서 볼 수 있듯이 남부 지역이 그 뒤를 잇습니다.
풍력 에너지는 국가의 전력 매트릭스를 다양화하여 이 부문의 보안을 강화하는 대안입니다. 증가하는 전력 수요를 감안할 때 국가가 재생 불가능한 에너지원을 선택하는 대신 청정 기술의 길을 걷고 있어 더욱 공격적인 사회 및 환경적 영향을 초래한다는 점은 흥미롭습니다.
소음 및 시각 공해의 영향에 대한 대안은 풍력 발전 단지를 설치하는 것입니다. 난바다 쪽으로 부는, 즉 바다에서. 또한 조류에 덜 해로운 터빈 개발과 같은 다른 영향을 최소화하기 위해 기술 발전이 이루어질 수 있습니다.
