풍력발전기: 소형-대형 구분과 소형 KS 제품 현황

태양광 발전에 대해 환경오염 가능성 등 여러 문제가 제기되면서 재생에너지의 주도권이 점차 풍력발전 쪽으로 이동하고 있다. 풍력발전은 소형풍력과 중대형풍력으로 나눌 수 있는데, 그 용도 내지 활용 범위가 매우 다르다. 소형-중대형을 구분하는 기준과, 소형풍력 KS 제품 등을 정리해 본다.  

 

소형풍력과 중대형풍력의 구분 기준

우리나라에서의 소형풍력과 중대형풍력 구분 기준에 대하여는 대부분의 자료가 명확한 출처를 제시하지 않으면서 "정격출력 30kW 미만 또는 날개의 회전면적 200제곱미터 미만"으로 기술하고 있는데, 과연 정확한 것인지 의문스러울 때가 있다. 중대형풍력은 소형풍력보다 큰 것을 의미하므로 소형풍력에 대한 기준만 알아도 되는데, 국가나 지역에 따라 차이가 있지만 "정격출력 100kW 이하 또는 날개의 회전면적 200제곱미터 이하"로 정한 경우가 가장 많은 것으로 보인다.

 

우리나라의 기준은 '한국산업표준 KS C 8570 소형 풍력터빈'에 명시되어 있는데, "날개의 회전 면적이 200 제곱미터 미만, 정격전압이 AC 1000V 또는 DC1500V 미만"으로 되어 있다. 정격출력 기준은 없다. 그리고, 소형 풍력터빈 가운데, "날개 회전 면적이 6.5제곱미터 미만 또는 정격출력 1kW 미만인 경우를 '초소형 풍력터빈'으로 세분화해서 부르고 있다.

 

대부분의 자료가 소형풍력 기준에 "정격출력 30kW 미만"도 함께 넣어 설명하고 있는데, "30kW 미만"은 'KS C 8571 소형 풍력터빈용 인버터'에 적용되는 기준이다. 참고로, 'KS C 8572'는 "날개의 회전면적이 200제곱미터 이상인 육상용 중대형 풍력터빈", 'KS C 8573'은 "날개의 회전면적이 200제곱미터 이상인 해상용 중대형 풍력터빈"에 적용된다.  

 

소형풍력 발전기의 종류

우리나라에도 대형풍력 발전기가 많이 설치되고 있지만, 입지여건은 그리 좋지 않다. 대형풍력 발전을 위해서는 연중 일정한 방향으로 강한 바람이 불어주어야 하는데, 우리나라(특히 육지 지역)는 바람 자체가 강하지 않을 뿐만 아니라, 방향도 수시로 바뀌는 잡바람이 대부분이기 때문이다. 좁은 국토면적에 많은 인구가 조밀하게 거주하고 있어 소음과 저주파로 인한 주민들의 반대도 피하기 어렵다. 이러한 점에서 최근에는 소형풍력의 장점이 크게 주목을 받고 있다.

 

소형풍력은 소음이 크지 않아 주민들의 반대나 설치 지역의 제한을 극복하기 쉽고, 설치가 간편하며, 부지확보 부담이 적다. 기어나 베어링을 줄이거나 아예 없애서 고장원인을 획기적으로 줄일 수 있다. '재생에너지'라고 하면 소위 '연계형(on-grid)'이라고 해서 태양광이나 풍력발전을 해서 전기를 만들고, 이 전기를 한전에 넘겨서 다시 산업용과 가정용으로 활용하는 것을 주로 생각한다. 그러나, 소형풍력을 '독립형(stand-alone)' 전원으로 활용하게 되면 한전 전력과 연계하지 않고도 매우 다양한 용도와 제품에 활용할 수 있다. 전기를 한전에 넘겼다가 다시 한전 전기를 끌어다 쓰는 불필요한 과정이 생략될 뿐만 아니라, 한전과 연계시키는 공사 자체가 불필요하기 때문에 대규모의 비용(예산) 절감 효과도 생긴다. 전기를 생산하고 소비하는 관점을 약간만 바꾸어 주면 재생에너지의 활용 범위가 엄청나게 증가하고 그린에너지의 비중도 대폭 확대될 수 있는 것이다. 

 

아래는 소형풍력 발전기의 종류를 도표로 간단히 정리한 것이다.

(소형풍력 발전기의 종류)

 

소형풍력 발전기 KS인증 제품 현황

우리나라에서 소형풍력 발전기는 2007년에 처음으로 KS인증을 받은 제품이 등장하였고, 2022년 말까지 총 15개 제품이 인증을 취득하였다. 리스트는 아래와 같다. 

(소형풍력 발전기 KS 인증제품 현황)

위에 열거된 제품 가운데 (i) 인증이 취소되거나 정지된 제품이 2개, (ii) 인증 이후 제작이 중단된 것으로 보이는 제품이 3개이며, (iii) 외국 제품을 그대로 가져다 쓰는 것이 2개이다. 따라서, 현재 사용 중이라고 볼 수 있는 국내산 KS인증 제품은 총 8개라 할 수 있다. 다만, 우리나라는 소형풍력 시장이 매우 작아서 실제로 판매 및 설치가 이루어지는 제품은 사실상 몇 개 되지 않으며, (주)하이에너지코리아의 시장점유율이 지배적인 것으로 알려져 있다.