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바람의 힘을 이용한 풍력에너지에 대하여 궁금합니다(1)

바람의 힘은 오래 전부터 이용되어 왔다. 지금도 드물기는 하지 만 바람의 힘은 풍차를 통해 기계적인 힘으로 변형되어서 물을 끌어올리거나 곡식을 가공하는 데 이용되기도 한다. 그러나 현 재 전세계적으로 바람의 힘은 풍력발전기를 돌려서 전기에너지 를 만드는 데 가장 활발하게 이용되고 있다. 풍력발전기는 발전용량이 10와트밖에 안되는 마이크로급에서부 터 2메가와트에 이르는 대형 발전기까지 아주 다양한 종류가 개 발되어 있다. 마이크로급의 발전기는 손으로 들고다닐 수 있을 정도로 작고, 2메가와트급은 날개의 지름만 70-80미터, 지지대 의 높이가 100미터 가까이 되는 엄청난 규모의 것이다. 풍력발 전기의 발전용량은 급속하게 증가해 왔는데, 얼마 있으면 현재 개발단계의 3메가와트가 넘는 풍력발전기도 상용화될 것으로 전 망된다. 마이크로급의 발전기는 전기가 들어오지 않는 외딴 집 에서 사용하기에 적당하고, 대형 풍력발전기는 많은 양의 전기 를 생산해서 주위의 주택들에 전기를 공급할 목적으로 세워진 다. 유럽과 미국에서는 대형 풍력발전기들이 한곳에 수십개 이 상 들어서 있는 풍력발전 단지를 드물지 않게 찾아볼 수 있다. 이들 단지 중에는 전체 발전용량이 100메가와트에 달하는 것도 있다. 풍력발전기는 날개의 회전축이 놓인 방향에 따라 수평축 발전기 와 수직축 발전기로 나뉜다. 수직축 발전기는 땅 위에 세워진 기둥 주위에 볼록한 형태의 큰 날개가 붙어서 서서히 도는 형태 를 하고 있다. 그러나 수직축 발전기는 수평축에 비해 효율이 떨어지기 때문에, 현재 풍력발전기 시장에서 판매되는 것은 거 의 모두 수평축 발전기이다. 수평축 풍력발전기도 날개의 수가 세 개인 것과 두 개인 것으로 나눌 수 있다. 날개가 두 개인 형 태는 주로 바다에 세우는 초대형 발전기(예상 발전용량 3-6메가 와트)에 많고, 지상에 세워지는 풍력발전기는 대부분 세 개의 날개를 가지고 있다. 또한 풍력으로부터 오는 힘이 발전기에 전 달될 때 기어라는 중개장치를 이용하는지 그 힘이 날개 이외의 아무런 매개체도 거치지 않고 직접 전달되는지에 따라 형태가 달라진다. 풍력발전기는 세우는 대상 지역의 바람의 세기와 성질에 의해 크게 좌우된다. 바람의 세기가 약 4m/s 이상인 곳에는 풍력발전 기를 세울 수 있는데, 바람은 공중으로 올라갈수록 강하게 불 기 때문에 바람이 약한 곳에도 풍력발전기를 높게 세우면 전기 를 생산하기에 충분한 바람을 얻을 수 있다.
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