독일, ‘바람 없이도 발전’ 소형 풍력기술 공개…저풍속에서도 전력 생산

독일에서 바람이 거의 불지 않는 날에도 전기를 생산할 수 있는 혁신적인 소형 풍력 터빈 기술이 공개됐다.

거대하고 무거운 기존 터빈의 한계를 극복한 이 장치는 '바람 없는 풍력 발전' 시대를 열 것으로 기대를 모으고 있다고 22일(현지시각) 다이어리24가 보도했다.


독일 프라운호퍼 응용 고분자 연구소와 BBF 그룹이 공동 개발한 이 터빈의 핵심은 ‘무게’와 ‘공기역학’이다.

기존 로터 블레이드가 내부를 폼(Foam)으로 채운 방식이라면, 신형 로터는 복합 섬유 스트립을 자동 적층하여 내부를 비운 구조로 설계됐다. 3D 프린팅 기술로 정교한 몰드를 제작해 내구성은 높이되 무게는 획기적으로 줄였다.
일반적인 터빈이 초당 4m 이상의 바람이 불어야 돌아가는 반면, 이 장치는 초당 2.7m의 아주 약한 미풍에서도 회전을 시작한다. 바람이 적은 내륙 지역이나 가정용 설치에 최적화된 수치다.


성능 면에서도 압도적이다. 시험 가동 결과, 초당 10m의 풍속에서 최대 2500W의 출력을 기록했다. 이는 현재 시장에 출시된 유사 규모 터빈보다 83% 더 강력한 성능이다.

에너지 효율은 53%에 달한다. 이는 이론상 풍력 에너지가 전력으로 변환될 수 있는 최대 한계치인 ‘베츠의 법칙(59.3%)’에 매우 근접한 수치다.


이 장치는 경제성 면에서도 높은 점수를 받는다.
재료비가 저렴하고 가벼워 운송 및 조립이 간편하다. 대형 크레인이 필요한 중형 터빈과 달리 설치 환경의 제약이 거의 없다.

특수 적층 구조 덕분에 강풍을 견디는 능력이 뛰어나며, 복잡한 속도 조절 장치 없이도 안정적인 가동이 가능해 유지보수 비용을 낮출 수 있다.

전문가들은 이번 혁신이 소형 풍력 터빈의 대중화를 이끌 촉매제가 될 것으로 보고 있다. 독일의 이번 기술은 일본의 날개 없는 태풍 에너지 수확기나 노르웨이의 해상 터빈 설계와 함께, 미래 에너지 생산 지도를 바꿀 중요한 이정표가 될 전망이다.


신민철 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com