日, 새 날개 타고 풍력발전 새 바람

- 바람방향과 상관없이 전력생산 가능한 신개념 풍차 -

- 빌딩 및 주택설치 목적으로 진정한 실용화 추진 -

□ 종축풍차발전 공동연구

 ○ 일본 공학원대학의 유체공학연구실과 쿠도건설(이와테현 위치)은 종축풍차(세로축으로 움직이는 풍차)를 이용한 풍력발전설비 실용 제품개발을 위해 공동연구를 시작한다고 발표함.

 ○ 이번 공동연구는 일본 신에너지 산업기술종합개발기구(NEDO:New Energy and Industrial Technology Development Organization)가 지난 7월 30일에 발표한 2010년도 신에너지 벤처 기술혁신사업의 ‘풍력발전과 기타 미사용 에너지 분야’ 중 자기기동 특성을 향상한 직선날개종축풍차의 실용화개발(自己起動特性を向上した直線翼縦軸風車の実用化開発) 테마로서 선정되기도 했음.

□ 바람의 방향과 상관없이 에너지 생산 가능한 풍차

 ○ 이번 연구로 개발되는 직선날개종축풍차의 가장 큰 장점은 바람의 방향변화에 의한 영향을 받지 않는다는 점으로 이른바 수직축 스타일의 풍차임. 즉 어느 쪽에서 방향이 불어오든지 상관없이 전력 발전이 가능함.

 ○ 수식축 스타일 풍차는 기존 풍력발전 설비에서 많이 사용된 프로펠러 스타일의 풍차와 모양에서부터 큰 차이를 보이는데, 두 가지 풍차를 비교해보면 간단한 구조로 만들어졌으며, 제작과정도 훨씬 간편함. 게다가 비용적인 측면에서도 저렴한 편이며, 소음발생 측면에서도 우수한 기능을 가지고 있음.

 ○ 이렇게 훌륭한 성능에도 지금까지 좀처럼 실용화되지 않았던 이유는 발전능력이 일정수준에 미치지 못했기 때문임. 최근에 진척된 연구성과로 인해 가정용전력 규모의 생산가능성이 점쳐지게 됐으며, 이번 공동연구를 통해 실용화를 추진하게 됨.

바람방향과 상관없는 수직종축 스타일 풍차

기존에 주로 사용되던 프로펠라 스타일 풍차

□ 수직 풍차 실용화 밑그림과 그 동안의 성과

 ○ 두 기관은 일반 시내의 빌딩이나 단독주택 등에 설치가 가능한 적정가격의 제품생산을 목표로 삼고 있음. 지금까지 설치비용이 많이 들고 일정 크기 이상이 되지 않으면 필요한 만큼의 전력을 얻기 힘들어 넓은 공간이나 특수한 지형조건에만 설치되고 주거지역에 적합하지 않다고 평가받아온 풍력발전시설에 큰 변화로 작용할 가능성이 있음.

 ○ 공학원대학 유체공학연구실에서는 총 책임자 미즈노 교수를 주축으로 이미 10년 전부터 관련연구를 시작함. 교내에 실험용 풍차를 직접 설치해서 조사하는 등 수직축 스타일 풍차 실용화에 매달려왔음.

 ○ 오랜 기간 연구의 성과로 날개 앞쪽 가장자리 표면에 올록볼록한 모양을 부착함으로써 날개 성능을 향상시켜주는 난류형성 촉진장치를 고안해 내어 난류형성 촉진기능이 있는 수직축 풍차에 관련된 특허를 취득하는 결과를 내기도 했음.

□ 기술력 조화로 기대되는 시너지 효과

 ○ 쿠도건설은 60년 역사를 가진 대기업으로 ‘신재생 에너지로 미래를 연다’라는 경영방침을 내걸고 관련 사업을 전개해옴. 이미 지난 1997년부터 풍력발전 시스템개발 사업을 개시해 수직종축풍차를 개발 및 판매한 실적이 있으며, 기업 내의 자연 자연에너지 부서를 중심으로 자연에너지 활용사업을 강화할 계획임. 이 중에서도 수직축 스타일 풍차를 주력사업으로 성장시킬 목적임.

 ○ 또한 유체공학연구실은 중일본 하이웨이 엔지니어링 도쿄주식회사와 합작으로 풍력발전장치를 고속도로에 도입하는 연구(기술교류)도 실시함. 해당 연구관련 실용화에 있어 실제 고속도로에 설비도입을 적극적으로 추진해 또 다른 신규시장을 개척할 예정임.

시범적으로 주거지역에 설치된 수직종축 스타일 풍차

□ 시사점

 ○ 전 세계적으로 자연에너지를 이용한 발전설비의 개발추진이 대대적으로 이뤄지지만 실제로 실용화 단계에 이르거나 실생활에 주력으로 쓰이는 사례는 좀처럼 찾아보기 어려운 실정임. 이것은 그만큼 투자비용, 설치조건, 생산수준 등 여러 가지 항목에서 기준치를 충족하기가 어렵다는 것을 반증함.

 ○ 이번 공동연구는 태양광 발전과 달리 일반 주거지역에 설치되기 어려운 시설로 인식돼 온 풍력발전 설비의 기능을 향상시켜 일반 시민이 실생활에서 사용할 수 있도록 개발하는 것이 목적이라는 점에서 새로운 시장 개척가능성을 연다는 의미로 해석됨.

 ○ 또한 이번 공동연구는 이미 오랫동안 선구적인 역할로 자연에너지 연구를 해온 대학의 연구기관과 기업의 운명을 걸고 자연에너지 실용화를 추진하는 민간기업의 합작이라는 점에서 높은 평가를 받을 수 있음.

자료원 : 일본경제신문, 요미우리신문, 후지산케이 KOTRA 도쿄KBC 등