풍력 에너지는 지구상에서 가장 실현 가능한 청정 에너지원 중 하나가 되었습니다. 수년 동안 우리 전기의 대부분은 석탄, 석유 및 기타 화석 연료에서 나왔습니다. 그러나 이러한 자원으로 에너지를 생산하는 것은 환경에 심각한 피해를 입히고 공기, 땅, 물을 오염시킵니다. 이러한 인식으로 인해 많은 사람들이 녹색 에너지를 솔루션으로 활용하게 되었습니다. 따라서 재생에너지는 다음과 같은 여러 가지 이유로 매우 중요합니다.
-긍정적인 환경 영향
- 일자리 및 기타 경제적 혜택
- 공중 보건 개선
- 방대하고 무한한 에너지 공급원
-보다 안정적이고 탄력적인 에너지 시스템
1831년에 마이클 패러데이(Michael Faraday)는 최초의 전자기 발생기를 만들었습니다. 그는 자기장을 통해 도체를 움직일 때 도체에 전류가 생성될 수 있음을 발견했습니다. 거의 200년이 지난 지금도 자석과 자기장은 현대 전력 생산에서 계속해서 중요한 역할을 하고 있습니다. 엔지니어들은 21세기 문제를 해결하기 위해 계속해서 패러데이의 발명품을 바탕으로 새로운 설계를 개발하고 있습니다.
매우 복잡한 기계로 간주되는 풍력 터빈은 재생 에너지 부문에서 점점 인기를 얻고 있습니다. 또한 터빈의 각 부분은 풍력 에너지를 작동하고 포착하는 방식에 중요한 역할을 합니다. 가장 간단한 형태로 풍력 터빈이 작동하는 방식은 다음과 같습니다.
- 강한 바람이 불면 칼날이 회전함
-팬의 날개는 중앙의 메인 채널에 연결됩니다.
- 샤프트에 연결된 발전기는 그 운동을 전기로 변환합니다.
영구 자석은 세계 최대 규모의 일부 풍력 터빈에서 중요한 역할을 합니다. 강력한 네오디뮴-철-붕소 자석과 같은 희토류 자석은 일부 풍력 터빈 설계에 사용되어 비용을 낮추고 신뢰성을 향상시키며 비용이 많이 들고 지속적인 유지 관리의 필요성을 줄여줍니다. 또한 최근 몇 년 동안 새롭고 혁신적인 기술이 개발되면서 엔지니어들은 풍력 터빈에 영구자석 발전기(PMG) 시스템을 활용하게 되었습니다. 따라서 기어박스의 필요성이 제거되어 영구 자석 시스템이 보다 비용 효율적이고 안정적이며 유지 관리가 적다는 것이 입증되었습니다. 자기장을 방출하기 위해 전기가 필요한 대신, 대형 네오디뮴 자석을 사용하여 자기장을 생성합니다. 또한 기존 발전기에 사용된 부품이 필요하지 않으며 에너지 생산에 필요한 풍속도 감소했습니다.
영구자석 동기 발전기는 풍력 터빈 발전기의 대체 유형입니다. 유도 발전기와 달리 이 발전기는 전자석 대신 강력한 희토류 자석의 자기장을 사용합니다. 자기장을 생성하기 위해 슬립 링이나 외부 전원이 필요하지 않습니다. 더 낮은 속도로 작동할 수 있어 터빈 샤프트에서 직접 동력을 공급받을 수 있으므로 기어박스가 필요하지 않습니다. 이는 풍력 터빈 나셀의 무게를 줄이고 타워를 더 저렴한 비용으로 생산할 수 있음을 의미합니다. 기어박스를 제거하면 신뢰성이 향상되고 유지 관리 비용이 절감되며 효율성이 향상됩니다. 설계자가 풍력 터빈에서 기계식 기어박스를 제거할 수 있는 자석의 기능은 현대 풍력 터빈의 운영 및 경제적 문제를 모두 해결하는 데 자석이 어떻게 혁신적으로 사용될 수 있는지를 보여줍니다.
풍력 터빈 산업에서는 세 가지 주요 이유로 희토류 자석을 선호합니다.
- 영구자석 발전기는 자기장을 발생시키기 위해 외부 전원이 필요하지 않습니다.
-자가 여자는 또한 다른 기능을 위한 배터리 뱅크나 커패시터가 더 작을 수 있음을 의미합니다.
- 전기적 손실을 줄이는 설계
또한, 고에너지 밀도 영구 자석 발전기가 제공하는 덕분에 구리 권선과 관련된 일부 무게가 제거되고 절연 손상 및 단락 문제가 발생합니다.
풍력 에너지는 오늘날 유틸리티 부문에서 가장 빠르게 성장하는 에너지원 중 하나입니다.
더 깨끗하고, 더 안전하고, 더 효율적이고, 경제적으로 실행 가능한 풍력 에너지원을 생산하기 위해 풍력 터빈에 자석을 활용하는 엄청난 이점은 지구, 인구, 우리가 살고 일하는 방식에 엄청나게 긍정적인 영향을 미칩니다.
풍력은 전력 생산에 사용할 수 있는 깨끗하고 재생 가능한 연료원입니다. 풍력 터빈은 다른 재생 가능 에너지원과 함께 사용되어 주와 국가가 재생 가능 포트폴리오 표준 및 배출 목표를 충족하여 기후 변화 속도를 늦추는 데 도움이 될 수 있습니다. 풍력 터빈은 이산화탄소나 기타 유해한 온실가스를 배출하지 않으므로 풍력 에너지는 화석 연료 기반 에너지원보다 환경에 더 좋습니다.
온실가스 배출을 줄이는 것 외에도 풍력 에너지는 기존 발전원에 비해 추가적인 이점을 제공합니다. 원자력, 석탄, 천연가스 발전소는 전력 생산에 놀라울 정도로 많은 양의 물을 사용합니다. 이러한 유형의 발전소에서 물은 증기 생성, 배출 제어 또는 냉각 목적으로 사용됩니다. 이 물의 대부분은 궁극적으로 응축의 형태로 대기 중으로 방출됩니다. 반대로, 풍력 터빈은 전기를 생산하는 데 물이 필요하지 않습니다. 따라서 풍력 발전 단지의 가치는 물의 가용성이 제한된 건조한 지역에서 기하급수적으로 증가합니다.
아마도 풍력 발전의 명백하지만 중요한 이점은 연료원이 본질적으로 무료이며 현지에서 조달된다는 점입니다. 대조적으로, 화석 연료의 연료 비용은 발전소의 가장 큰 운영 비용 중 하나일 수 있으며, 중단 가능한 공급망에 대한 의존성을 생성할 수 있고 지정학적 갈등의 영향을 받을 수 있는 외국 공급업체로부터 조달해야 할 수도 있습니다. 이는 풍력 에너지가 국가의 에너지 독립성을 높이고 화석 연료의 가격 변동 위험을 줄이는 데 도움이 될 수 있음을 의미합니다.
석탄이나 천연가스와 같은 유한한 연료원과 달리 풍력은 전력을 생산하기 위해 화석 연료가 필요하지 않은 지속 가능한 에너지원입니다. 바람은 대기의 온도와 압력 차이에 의해 발생하며 태양이 지구 표면을 가열한 결과입니다. 연료원으로서 바람은 무한한 에너지 공급을 제공하며, 태양이 계속 빛나고 있는 한 바람은 계속 불 것입니다.
