전력연구원, 국내 최초 신형 유압방식 풍력발전설비 독자 개발 실증 시험 성공
200kW급 유압식 풍력발전시스템
발전기 컨버터 등 지상 배치
접근성 용이, 유지보수 편이성 향상
정비비용과 시간 획기적 단축
전력연구원(원장 김동섭)은 국내 최초로 신형 유압방식 동력전달시스템을 탐재한 풍력발전설비를 독자 개발해 실증시험에 성공했다.
유압식 풍력발전시스템 구성도.
기존의 풍력발전시스템은 풍력 블레이드와 기어박스, 발전기가 일체형으로 타워 상부에 위치해 발전을 하는 구조인데 비해 이번 전력연구원에서 개발한 ‘유압식 풍력발전시스템’은 기어박스를 유압펌프로 대체하고 발전기 등 주요기기를 지상에 설치한 신개념의 풍력발전설비다.
전력연구원은 지난 2012년부터 유압식 풍력발전시스템 개발에 착수해 ‘100kW급 유압식 동력전달시스템’ 2기를 설계·제작한 후 기존의 기어방식 100kW급 풍력발전기를 신개념인 ‘200kW급 유압식 풍력발전시스템’으로 개조·개발을 완료했다.
또한 전남 영광군 백수읍에 설치해 지난해 9월부터 시운전을 시작해 실증시험에 성공했다.
유압식 풍력발전시스템은 풍력터빈의 회전에너지를 유압펌프에서 고압오일로 바꾸고 유압모터로 발전기를 돌려 전기에너지를 이용하는 것으로 기존의 방식에 비해 전동효율을 향상하고 기어박스가 불필요해 풍력발전설비의 대형화 및 유지보수 비용 절감에 기여할 것으로 기대된다.
유압식 동력전달시스템은 유압펌프(혹은 실린더), 축압기, 매니폴더 갤러리, 유압모터, 발전기, 변압기, 저장조와 배관 등으로 구성된다.
이번에 개발한 유압식 풍력발전시스템의 장점은 기존 풍력발전기에서 고장이 가장 빈번하게 발생하는 기어박스 대신 유압펌프를 사용해 고장을 줄일 수 있으며 발전기 등 주요기기를 지상에 설치함으로써 타워 상부의 무게를 감소해 타워 제작 및 설치비용 등 초기투자비를 줄일 수 있다.
또한 풍력발전기의 주요 핵심 부품인 발전기와 컨버터 등을 지상에 배치해 접근성이 용이해져 유지보수 편이성이 향상되고 정비비용과 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있다.
뿐만 아니라 하나의 발전기에 2개 이상의 풍력터빈을 공유할 수 있고 강한 바람에서는 여분의 에너지를 축압기에 저장했다가 바람이 약할 때 축압기에 저장된 유압에너지로 전기생산이 가능해 이용 효율을 향상할 수 있다.
한편 전력연구원은 이번에 개발한 신개념의 유압식 풍력 기반기술을 바탕으로 관련 풍력발전산업 보급 및 활성화에 앞장서는 등 에너지산업 공유경제 생태계를 만들어 국가경제에 기여할 수 있도록 향후 대형풍력발전시스템으로 실용화할 계획이다.
[투데이에너지 김병욱 기자]
kcontents
