풍력발전, 쓰레기나 폐기물 발생 없이 언제든지 전기 만들어 낼 수 있다는 장점
[한국뉴스투데이] 풍력발전은 바람의 힘을 사용해서 전기를 생산하는 시스템을 말한다. 전기가 생산되는 방식은 에너지가 터빈을 돌리고, 그 터빈에서 전기가 만들어진다. 따라서 터빈을 돌리는 에너지가 ‘물(수증기)’, ‘바람’이냐 등에 따라 달라지는데 풍력발전은 바람을 이용한 것이다.
지구뿐만 아니라 대기(공기)가 있는 곳이라면 대류 현상이 일어나면서 공기가 움직인다. 이를 바람이라고 부른다. 풍력발전은 다른 연료의 소비가 없이 전기를 만든다는 장점이 있다. 화력발전이나 원자력발전은 결국 열에너지로 수증기를 만들고, 그 수증기가 터빈을 돌리는 방식이다.
지구의 에너지 ‘바람’
하지만 풍력발전은 지구에서 만들어진 바람에너지를 전기에너지로 바꾸는 것이기 때문에 바람만 있으면 언제든지 전기를 만들어 낼 수 있다. 더욱이 다른 대체에너지에 비하면 쓰레기나 폐기물이 거의 발생되지 않고, 바람만 있으면 24시간 전기를 생산한다는 장점이 있다.
이런 이유로 선진국에서는 미래 대체에너지로 생각하고 있으며 각종 풍력발전 아이디어가 쏟아지고 있다. 무엇보다 화력발전이나 원자력발전에 비하면 발전단가가 싸기 때문에 풍력발전이 보편화되면 전기요금도 저렴해지기 때문에 선진국 등에서는 풍력발전에 대한 관심이 뜨겁다.
문제는 설치비가 너무 비싸다는 것이다. 높은 수준의 전기를 생산하기 위해서는 풍차의 날개와 같은 형태의 블레이드가 상당히 커야 한다. 크면 클수록 높은 수준의 전기가 생산된다는 점에서 큰 블레이드를 만들어야 하기 때문에 그만큼 초기 설치비용이 상당하다.
블레이드가 커야 한다는 것은 설치 공간이 넓어야 한다는 것을 의미한다. 따라서 초고층 건물들이 있는 대도시에서는 풍력발전을 설치할 수 없다. 이에 사람이 거의 살지 않는 산악지대 등에 설치를 하고 있다. 미국이 풍력발전에 상당한 관심을 갖고 있는 이유는 그만큼 땅덩어리가 넓기 때문에 가능하다.
우리나라와 같이 국토가 좁고 인구가 많은 나라에서는 풍력발전을 설치하는 것이 용이한 것은 아니다. 게다가 날개 즉 블레이드가 돌아가게 된다면 그에 따라 소음이 발생하게 된다. 소음 문제가 있기 때문에 인구가 많은 지역에 풍력발전을 설치할 수 없다. 아울러 새들이 날아와 블레이드에 부딪혀 죽는 등 풍력발전에도 상당한 단점이 많다는 것이 흠이다.
더욱이 풍력발전이 수명을 다하게 된다면 블레이드 등의 처리 문제 등이 있기 때문에 인류가 풍력발전을 미래 대체에너지로 생각하고 있지만 넘어야 할 산이 많이 있다. 무엇보다 풍력발전의 효율성을 가장 높이는 것이 중요한 문제다. 부피는 가급적 줄이면서도 전기 생산 효율성을 높여야 하는 것이 인류의 과제이기도 하다.
프로펠러 없는 풍력발전
이에 우리나라뿐만 아니라 선진국 등에서도 주로 산악지대에 설치를 한다. 문제는 산악지대에 설치한 풍력발전에서 생산된 전기가 대도시까지 전송되는 과정에서 유실이 많이 된다는 것이다. 이것 역시 해결해야 할 문제다. 전기는 발전소와 소비 지역의 거리가 가까우면 가까울수록 전기가 유실될 가능성이 매우 낮다. 이런 이유로 풍력발전이 대도시 근처에 설치되는 것이 가장 좋은 방법이지만 그것이 현실적으로 쉬운 일은 아니다.
최근에는 해상 풍력발전을 많이 설치하는 추세다. 일단 소음 걱정이 없기 때문이다. 게다가 바다는 언제든지 바람이 불기 때문에 가장 최적의 조건이다. 또한 날개 즉 블레이드를 더욱 더 크게 만든다고 해도 부작용이 없다. 이에 우리나라의 경우 신안군 등에 풍력발전을 설치하고 있거나 설치할 예정이다. 산악지대에 설치하는 풍력발전보다 해상에 설치한 풍력발전이 더욱 크다는 점에서 해상에 부는 바람을 최대한 이용해서 최대 출력의 전기를 생산하겠다는 것을 보여준다.
하지만 해상에 풍력발전을 설치한다는 점에서 초기 설치비용이 산악지대에 설치하는 것보다 많이 든다. 여기에 전기 소비 도시와의 거리가 멀기 때문에 전기 유실 가능성은 매우 높다. 따라서 해상 풍력발전에서 생산한 전기 중 소비자에게 도달하는 전기가 상당히 줄어들 수밖에 없다.
그렇기 때문에 최근에는 도심 한 복판에서도 이용할 수 있는 풍력발전 아이디어가 속속 나오고 있다. 이는 프로펠러가 없는 풍력 발전 방식이다. 이에 여러 가지 아이디어가 나오고 있지만 문제는 아직까지는 블레이드 방식의 풍력 발전에 비해 전기 생산 효율이 현저히 낮다. ‘투자’를 받기 위한 사기가 아니냐는 지적이 나오는 이유다.
아직까지 프로펠러가 없는 풍력발전은 초기 단계에 불과하다. 하지만 점차 그 효율이 높아진다면 초고층빌딩에는 풍력발전이 설치될 가능성이 매우 높다. 초고층건물의 옥상에는 항상 강한 바람이 오가기 때문. 공간의 부피를 최대한 줄이면서도 전기 생산 효율이 높은 풍력발전 아이디어가 현실화되고 상용화된다면 미래 대체에너지로 충분한 역할을 할 것으로 보인다.
