전 세계적으로 풍력을 이용한 총 발전량은 현재 5만 메가와트에 육박하고 있는데 이는 원자력 발전소 50개의 발전량을 합친 것과 비등한 규모다.
그러나 겉으로 보기에는 환경오염 우려가 없는 풍부한 전력 공급원이라 할 풍력에도 문제점은 있다. 터빈의 경우 소음 발생은 둘째치고 TV 수신에 장애를 유발할 뿐 아니라 바람이 멎을 시에는 하등 쓸모없는 것으로 치부되곤 한다.
이에 따라 호주 시드니 기술대의 브라이언 로버츠 교수는 한 가지 해법을 개발했다. 풍력 터빈을 지상에 세우는 대신 제트기류 속에 띄워놓는 방법을 강구해낸 것이다.
이 작업을 위해 로버츠 교수는 3명의 다른 엔지니어와 함께 스카이 윈드파워 사(Sky WindPower)를 건립했다. 스카이 윈드파워 사는 일명 비행 발전장치(Flying Electric Generator FEG)라는 기기를 개발할 목적으로 캘리포니아 주 샌디에이고에 신설됐다.
로버츠 교수의 구상에 따르면 여러 편대를 지어 공중에 띄운 FEG가 대형 연과 같이 제트기류 속을 떠다니게 된다고 한다.
시속 200마일의 바람이 FEG의 회전자를 회전시킴으로써 전류를 발생시키게 되고 이 전류는 초강력 연결 줄을 따라 그리드에 연결된 지상 기지로 전달된다.
로버츠 교수는 “이러한 FEG가 600개 정도 배치될 예정이며 각각 20메가와트를 생산해낼 것이다.
이를 모두 합할 경우 발전량은 시카고만한 크기의 도시 2개를 너끈히 감당할 만큼의 수준에 달할 것”이라고 설명한다.
고공풍차 개념도 설명
공중 발전소
200평방마일의 공중 풍력발전소마다 여러 대의 FEG가 설치될 것이다. 각 터빈은 일반적인 항공기 자재 즉 탄소섬유, 알루미늄, 섬유유리로 제작되며 총 중량은 45,000파운드에 달할 것으로 예상된다. FEG에는 직경 130피트의 회전자를 네 개씩 설치함으로써 전력을 생산하는 한편 기체(機體)를 조절토록 할 계획이다.
이중용도의 연결 줄
FEG는 지상 기지의 윈치에 각 기체를 연결해주는 3인치 두께의 줄에 고정될 것이다. 이 줄은 벡트란(Vectran) 소재로 제작된 속을 감싼 채로 2개의 절연 알루미늄 필라멘트를 통해 20,000볼트의 전력을 전달하게 된다. 벡트란은 고강도의 경량 섬유 소재로서 갖가지 용도로 사용되고 있다.
바람을 이용
FEG는 이륙 즉시 헬리콥터처럼 작동하게 된다. 지상 기지에서 송전된 전력으로 회전자가 수평 회전함으로써 기체가 상방 이동된다. 제트기류에 접근하게 된 회전자는 약 40도 가량 위로 기울어짐으로써 양력(揚力)보다는 터빈을 회전시킬 염력(捻力)을 더 많이 생성해낸다.
미세조정
FEG에는 컴퓨터를 이용한 피치 컨트롤(pitch control)이 장착될 예정이다. 제트기류의 속도가 변할 때마다 이 탑재 시스템이 FEG의 수직 안정판을 조절하게 되며 이 과정에서 회전자를 위 또는 아래로 기울임으로써 바람 상태에 따라 회전자의 각도를 최적화한다.
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