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[기획원고] 에너지 지식백과-풍력편 ② 기어박스

에너지 지식백과-풍력편 ② 기어박스

 

기어박스는 블레이드로부터 얻는 회전에너지를 최적화 하여 발전기에 전달하는 장비입니다. 엄청난 크기를 자랑하는 블레이드는 일반적으로 분당 15회에서 40회 가량 회전하는데, 이를 그대로 발전기에 바로 전달하면 효율이 높지 않습니다.  ▶ 블레이드란?(클릭)

 

따라서 블레이드의 회전으로 전기를 만들려면 ‘회전하는 힘은 강하지만 느린’ 블레이드의 회전을 ‘힘은 약하지만 빠른’ 회전으로 바꿔야 합니다. 이 역할을 하는 것이 기어박스입니다. 기어박스에는 여러 개의 톱니바퀴가 있습니다. 블레이드가 달린 로터에는 큰 톱니바퀴가 연결되고, 여기에 여러 단계를 거쳐 맞물린 작은 톱니바퀴가 발전기에 연결됩니다. 서로 맞물린 톱니바퀴 중 작은 쪽이 더 많이 회전하므로 블레이드 로터가 천천히 회전하더라도 발전기가 빠르게 회전해 발전 효율을 높입니다. 일반적으로 블레이드 로터가 1회전 하는 동안 발전기에 연결된 톱니바퀴는 1,000~1,800번 가량 회전합니다. 기어박스는 엄청난 양의 회전 에너지를 조절하기에 그 설계에 따라 풍력발전기의 효율 및 소음 정도를 크게 좌우하는 중요한 기술입니다.

 

이를 위해 기어박스는 링기어(ring gear), 선기어(sun gear), 유성기어(planetary gear) 등 다양한 기어들이 복잡하게 맞물려 있는 형태입니다. 문제는 바람의 세기가 변하면서 이들 기어들이 지속적으로 부하를 받고, 조금씩 뒤틀릴 수 있다는 점입니다. 때문에 적절한 모니터링을 통해 기어박스를 유지보수하는 기술은 지속가능한 풍력발전을 위한 핵심 기술 중 하나로 꼽히고 있습니다. 

 

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기어박스 사진

 

기어박스는 블레이드로부터 얻는 회전에너지를 최적화 하여 발전기에 전달하는 핵심 풍력발전 장비입니다. (출처 : 위키미디어) 

 

 

출처 한국에너지정보문화재단

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