풍력 발전의 장단점

풍력 발전의 장단점

일반적으로 풍력 발전이 자연으로부터 얻어지는 바람을 이용하다 보니, 친환경이라고 생각하기 쉽지만 꼭 그런 것만은 아니다. 물론 다른 자연 에너지 발전보다 상대적으로 친환경적일 수는 있다. 그렇지만 그에 반해 발전 설비로서 안정된 발전량이나 대용량을 공급하는 용도로는 여전히 어렵다.

 

장점 : 면적당 출력이 높다

태양광 발전과 비교해서, 풍력 발전은 접지 면적에 대한 발전량을 크게 확보할 수 있다.메가와트 규모의 태양광 발전설비를 설치할 경우, 엄청나게 넓은 설치면적을 필요로 하지만 풍력발전은 기둥 하나에 구축한 풍차로 발전하기 때문에 단위면적당 발전량은 커진다.

 

물론 수백 kW급 대용량 풍차는 블레이드의 크기가 수십 m나 되기 때문에, 공중에 큰 공간을 필요로 하지만, 그것이 곧 면적을 의미하는 것은 아니다. 3kW 정도의 소형 풍차라면 조명 기둥과 비슷한 사이즈로 설치 가능하다.

 

 

장점 : 유해 물질의 배출이 없다

풍력 발전은 자연의 바람을 에너지로 하고 있어, 가장 많이 사용하고 있는 화석연료의 연소에 수반되는 CO2 같은 유해 물질의 방출이 없다.이 점이 풍력 발전의 가장 큰 이점이 아닐까 싶다. 공기 환경을 오염시키지 않는 깨끗한 발전설비로, 환경오염 저감에 유리하다.

 

장점 : 높은 설비 이용률

태양광 발전은 일조량이 필요하기 때문에 야간이나 우천, 흐린 날씨 등 일조량이 제한된 상황에는 발전이 불가능하다. 그리고 정격 출력에 대하여 10~15% 정도의 설비 이용률을 가진다. 그에 반해 풍력 발전은, 바람만 불면 발전이 가능하며, 24시간 내내 발전할 수 있다.

 

일반적으로 육상의 풍력 발전은, 설비 이용률이 20~30% 정도에 머무르지만, 해상 풍력 발전의 경우 10% 정도 더 향상된 설비 이용률을 기대할 수 있다. 물론 화력발전이나 원자력발전은 훨씬 높은 설비 가동률을 가지고 있기 때문에, 이들과 비교하면 매우 낮은 수치이나 환경부하가 월등히 적다는 점에서 단순 출력의 비교는 어렵다.

 

 

단점 : 설치 지역의 제한

일정 이상의 풍속이 안정적으로 얻을 수 있는 환경이 아니면 안정적 발전을 하지 않는다. 풍력발전의 정격출력은 10m/s정도를 기준으로 하는 것이 일반적이며, 국내에서 이 정도의 풍속을 안정적으로 얻을 수 있는 장소는 산간지역과 해상지역의 일부를 제외하고는 거의 없다.

 

도심부에서는 바람이 약해 평균 3m/s 정도의 풍속밖에 얻을 수 없다.

한편 빌딩의 영향으로 풍향도 안정되지 않기 때문에, 정격출력에 대해 10~20% 정도를 발전량으로 예상하는 것이 한계이다.

 

단점 : 안정된 출력 불가

자연의 바람을 인간이 임의로 제어하는 것은 불가능하기 때문에 풍차만으로 안정된 전력을 얻기는 어렵다.그래서 안정된 전력이용을 도모하려면 , 화력발전 같은 발전설비를 병행해서 가동하거나, 축전지에 축전해 방전하는 등의 다른 방법이 필요하다.

 

풍력발전만으로는 자립 전원으로서 가치가 낮다는 이야기다. 풍력발전에 의한 발전량의 발전량은 아래와 같은 계산식으로 나타낼 수 있는데, 여기서 왜 자연의 풍량이 중요한지 알 수 있다.

P=1/2 ρAV^3 (P: 발전량 ρ:공기 밀도 A: 수풍 면적 V: 풍속) 계산식을 보면 발전량은 풍속의 3승에 비례한다. 즉 풍속이 두 배가 되면 발전량은 8배, 세 배가 되면 27배나 된다. 강한 풍속을 얻을 수 없는 장소에서는 발전량은 현저하게 저하된다.

 

 

단점 : 주변 환경 파괴

버드 스트라이크 현상

풍차의 회전에 의한 진동이나 소음이 발생하므로, 주변 거주 환경에 매우 큰 악영향을 미친다.종종 이 문제로 인해 소송이 발생하곤 한다. 이 때문에 덴마크처럼 다수의 풍력 발전 설비를 가지는 나라에서도, 소음과 진동의 문제로 육상에서 해상으로 풍차를 옮기고 있다.

 

또한 대규모 풍력 발전 설비의 풍차는 큰 크기의 블레이드를 사용해야 하는데, 이 회전하는 블레이드에 조류가 접촉하는 버드 스트라이크 사고도 매우 큰 문제로 대두되고 있다. 생각만 해도 끔찍하다.
이러한 문제를 해결하기위해 다양한 시도가 진행되고 있는데, 최근에는 블레이드에 색칠을하여 이 현상을 줄일 수 있다는 기사들이 나오고 있다.

 

풍력발전기 터빈에 색칠하면 '새' 충돌 사고 70% 감소 - 글로벌 뉴스 미디어 채널 데일리포스트