소규모 풍력 발전 시스템 설치 및 유지 관리

풍력 시스템 제조업체나 구매처에서 소형 풍력 발전 시스템 설치를 도와드릴 수 있습니다. 직접 설치하실 수도 있지만, 프로젝트를 시작하기 전에 다음과 같은 질문을 해보세요.

• 제대로 된 시멘트 기초를 부을 수 있나요?
• 엘리베이터를 이용할 수 있나요? 아니면 안전하게 타워를 세울 수 있는 방법이 있나요?
• 교류(AC)와 직류(DC) 배선의 차이점을 알고 있나요?
• 터빈을 안전하게 배선할 만큼 전기에 대해 충분히 알고 있나요?
• 배터리를 안전하게 다루고 설치하는 방법을 알고 있나요?

위 질문 중 하나라도 '아니요'라고 답하셨다면 시스템 통합업체나 설치업체에 시스템 설치를 의뢰하는 것이 좋습니다. 제조업체에 문의하시거나, 주 에너지 사무소와 지역 공공기관에 문의하여 지역 시스템 설치업체 목록을 확인하세요. 전화번호부에서 풍력 발전 시스템 서비스 제공업체를 찾아보실 수도 있습니다.

신뢰할 수 있는 설치업체는 허가와 같은 추가 서비스를 제공할 수 있습니다. 설치업체가 전기 기술자 자격증을 소지하고 있는지 확인하고, 추천서를 요청하여 확인해 보세요. 또한, Better Business Bureau(BBB)에 문의하는 것도 좋습니다.

적절한 설치와 유지관리를 통해 소형 풍력 발전 시스템은 최대 20년 이상 사용할 수 있습니다. 연간 유지관리에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 필요에 따라 볼트와 전기 연결을 점검하고 조입니다.
• 기계의 부식 여부와 가이 와이어의 적절한 장력 여부를 점검합니다.
• 해당되는 경우 터빈 블레이드의 마모된 선단 테이프를 확인하고 교체합니다.
• 필요한 경우 10년마다 터빈 날개 및/또는 베어링을 교체합니다.

시스템을 유지 관리할 전문 지식이 없다면 설치자가 서비스 및 유지 관리 프로그램을 제공할 수 있습니다.

시스템 제조업체나 딜러도 풍력 발전 시스템에 가장 적합한 위치를 찾는 데 도움을 줄 수 있습니다. 몇 가지 일반적인 고려 사항은 다음과 같습니다.

• 풍력 자원 고려 사항– 복잡한 지형에 거주하는 경우 설치 장소 선택에 신중해야 합니다. 예를 들어 풍력 터빈을 언덕 꼭대기나 바람이 부는 쪽에 설치하면 같은 부지 내에서도 협곡이나 바람받이 쪽(바람이 잘 통하는 쪽)보다 우세풍에 더 쉽게 접근할 수 있습니다. 같은 부지 내에서도 다양한 풍력 자원을 활용할 수 있습니다. 연간 풍속을 측정하거나 파악하는 것 외에도, 해당 부지의 우세풍 방향을 알아야 합니다. 지질 구조 외에도 나무, 집, 창고와 같은 기존 장애물을 고려해야 합니다. 또한 새 건물이나 아직 완전히 자라지 않은 나무와 같은 미래의 장애물에 대한 계획도 세워야 합니다. 터빈은 건물이나 나무의 바람이 불어오는 반대쪽에 설치해야 하며, 90미터(300피트) 이내에 있는 모든 물체보다 9미터(30피트) 높은 곳에 설치해야 합니다.
• 시스템 고려 사항– 유지 관리를 위해 타워를 올리고 내릴 수 있는 충분한 공간을 확보하십시오. 타워에 가이 와이어가 있는 경우, 가이 와이어를 위한 공간을 확보해야 합니다. 시스템이 단독형이든 계통 연계형이든, 터빈과 부하(주택, 배터리, 워터 펌프 등) 사이의 전선 길이도 고려해야 합니다. 전선 저항으로 인해 상당한 양의 전기가 손실될 수 있습니다. 전선 길이가 길수록 손실되는 전기량도 증가합니다. 더 많거나 굵은 전선을 사용하면 설치 비용도 증가합니다. 교류(AC) 대신 직류(DC)를 사용할 때 전선 손실이 더 큽니다. 전선 길이가 긴 경우 직류를 교류로 변환하는 것이 좋습니다.

주거용으로 사용되는 소형 풍력 터빈은 일반적으로 크기가 400와트에서 20킬로와트까지 다양하며, 이는 생산하려는 전기량에 따라 달라집니다.

일반 가정은 연간 약 10,932kWh(월 약 911kWh)의 전기를 사용합니다. 해당 지역의 평균 풍속에 따라, 이 수요를 크게 충족하려면 5~15kWh 용량의 풍력 터빈이 필요합니다. 연평균 풍속이 시속 14마일(초속 6.26미터)인 지역에서 월 300kWh의 전기가 필요한 가정의 경우, 1.5kWh 풍력 터빈만으로도 전력 수요를 충족할 수 있습니다.

필요한 풍력 터빈 크기를 결정하려면 먼저 에너지 예산을 세우세요. 에너지 효율은 일반적으로 에너지 생산보다 저렴하기 때문에 가정의 전기 사용량을 줄이는 것이 비용 효율적이고 필요한 풍력 터빈의 크기도 줄일 수 있습니다.

풍력 터빈 타워의 높이는 터빈이 생산하는 전력량에도 영향을 미칩니다. 제조업체는 필요한 타워 높이를 결정하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

풍력 터빈의 연간 에너지 출력량(연간 킬로와트시)을 추산하는 것은 풍력 터빈과 타워가 귀하의 필요를 충족할 만큼 충분한 전기를 생산할 수 있는지 여부를 판단하는 가장 좋은 방법입니다.

풍력 터빈 제조업체는 예상 에너지 생산량을 예측하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 제조업체는 다음 요소를 기반으로 계산을 수행합니다.

• 특정 풍력 터빈 전력 곡선
• 귀하의 사이트의 연평균 풍속
• 사용하려는 타워의 높이
• 바람의 빈도 분포 – 평균적인 1년 동안 바람이 각 속도로 불 시간 수를 추정한 것입니다.

제조업체는 또한 현장의 고도에 따라 이 계산을 조정해야 합니다.

특정 풍력 터빈의 성능에 대한 예비 추정치를 얻으려면 다음 공식을 사용할 수 있습니다.

AEO= 0.01328 D²다섯³

어디:

• AEO = 연간 에너지 생산량(킬로와트시/년)
• D = 로터 직경(피트)
• V = 귀하의 사이트에서의 연평균 풍속(mph)

참고: 전력과 에너지의 차이점은 전력(킬로와트)은 전기가 소비되는 비율이고, 에너지(킬로와트시)는 소비되는 양이라는 것입니다.

소형 풍력 발전 시스템은 배전 시스템에 연결할 수 있습니다. 이를 계통 연계형 시스템이라고 합니다. 계통 연계형 풍력 터빈은 조명, 가전제품, 난방 등 공공 서비스 제공 전력 소비를 줄일 수 있습니다. 터빈이 필요한 전력량을 공급하지 못할 경우, 공공 서비스 제공업체가 그 차액을 충당합니다. 풍력 발전 시스템이 가정에 필요한 전력량보다 많은 전력을 생산할 경우, 초과 전력은 공공 서비스 제공업체로 보내거나 판매합니다.

이러한 유형의 전력망 연결을 사용하면 풍력 터빈은 전력망이 가동될 때만 작동합니다. 정전 시에는 안전 문제로 인해 풍력 터빈을 정지해야 합니다.

다음 조건이 충족되면 그리드 연결 시스템이 실용적일 수 있습니다.

• 당신은 연평균 풍속이 시속 10마일(초당 4.5미터) 이상인 지역에 살고 있습니다.
• 귀하가 거주하는 지역의 공공 서비스 제공 전기 요금은 비쌉니다(킬로와트시당 약 10~15센트).
• 전력회사가 귀하의 시스템을 전력망에 연결하기 위해 요구하는 비용은 엄청나게 비싼 편은 아닙니다.

잉여 전력 판매나 풍력 터빈 구매에는 좋은 인센티브가 있습니다. 연방 규정(특히 1978년 공공사업 규제 정책법(PURPA))에 따라 공공사업체는 소규모 풍력 발전 시스템에 연결하고 전력을 구매해야 합니다. 그러나 전력 품질 및 안전 문제를 해결하기 위해 배전선에 연결하기 전에 공공사업체에 문의해야 합니다.

귀하의 공공 서비스 제공업체는 시스템을 전력망에 연결하는 데 필요한 요구 사항 목록을 제공할 수 있습니다. 자세한 내용은 다음을 참조하세요.그리드에 연결된 가정용 에너지 시스템.

풍력 발전은 배전 시스템이나 계통에 연결되지 않은 독립형 시스템이라고도 하는 오프그리드 시스템에서 사용될 수 있습니다. 이러한 응용 분야에서는 소형 풍력 발전 시스템을 다음을 포함한 다른 구성 요소와 함께 사용할 수 있습니다.소형 태양광 발전 시스템– 하이브리드 전력 시스템을 구축합니다. 하이브리드 전력 시스템은 가장 가까운 전력망에서 멀리 떨어진 가정, 농장, 심지어 전체 공동체(예: 공동 주택 프로젝트)에 안정적인 오프그리드 전력을 제공할 수 있습니다.

아래 항목이 귀하의 상황에 해당한다면 오프그리드 하이브리드 전기 시스템이 실용적일 수 있습니다.

• 당신은 연평균 풍속이 시속 9마일(초당 4.0미터) 이상인 지역에 살고 있습니다.
• 전력망 연결이 불가능하거나 고가의 연장선을 통해서만 가능합니다. 전력망에 연결하기 위해 외딴 지역까지 전력선을 연결하는 비용은 지형에 따라 마일당 15,000달러에서 50,000달러 이상까지 매우 높을 수 있습니다.
• 귀하는 공공 서비스로부터 에너지 독립을 얻고 싶어합니다.
• 깨끗한 전력을 생산하고 싶습니다.

자세한 내용은 그리드에서 벗어나 시스템을 운영하는 방법을 참조하세요.