바람의 에너지를 전기로 바꾸는 풍차의 종류

풍차의 종류

바람 에너지를 통해 기계적인 힘이나 전기로 바꾸는 풍차는 세계의 다양한 지역에서 곡물을 갈거나 물을 퍼내거나 다른일을 하는데 사용하였습니다. 전통적이 풍차는 꼭대기에 회전을 하는 머리나 회전자가 있는 높은 탑으로 구성되어 있습니다. 전기를 생산하는 일에 사용되는 현대 풍력 터빈은 전통적인 풍차의 진화입니다,

 

 

1. 풍차

 

풍차는 바람의 에너지를 기계적인 힘이나 전기로 바꾸는 기계입니다. 그것은 수 세기 동안 세계의 다양한 지역에서 곡물을 갈고, 물을 퍼내고, 기계적 에너지를 필요로 하는 다른 일들을 수행하는 데 사용되어 왔습니다. 풍차는 일반적으로 바람의 운동 에너지를 포착하여 유용한 작업으로 바꾸도록 설계된 큰 회전 날개로 특징지어집니다.

 

전통적인 풍차는 꼭대기에 회전하는 머리나 회전자가 있는 높은 탑으로 구성되어 있습니다. 로터에는 일반적으로 여러 개의 블레이드가 있으며, 바람이 불면서 블레이드가 회전하기 시작합니다. 그런 다음 회전 에너지는 일련의 기어와 축을 통해 타워 아래로 전달되어 기계 또는 펌프에 동력을 공급합니다.

 

전기를 생산하는 데 사용되는 현대의 풍력 터빈은 전통적인 풍차의 진화입니다. 그것들은 훨씬 더 크고, 더 정교한 로터 디자인을 가지고 있으며, 기계 시스템 대신 발전기를 사용합니다. 풍력 터빈은 풍력 발전소에서 일반적으로 볼 수 있는데, 풍력 발전소에서는 여러 터빈이 함께 설치되어 풍력 에너지를 더 큰 규모로 활용하고 전력망에 기여합니다.

 

풍력은 자연적이고 지속적인 바람의 움직임에 의존하기 때문에 재생 가능한 에너지원으로 여겨집니다. 그것은 운영 중에 온실 가스 배출을 하지 않기 때문에 화석 연료에 대한 환경 친화적인 대안입니다. 그러나 풍력 에너지 생산은 바람의 가용성에 의존하기 때문에 풍력 발전소는 보통 일정하고 강한 바람이 부는 지역에 위치합니다.

 

국가들이 탄소 발자국을 줄이고 보다 지속 가능한 전력 공급원으로 전환하기 위해 노력함에 따라 풍력 에너지는 세계 에너지 믹스에서 점점 더 중요한 구성 요소가 되었습니다. 풍력 터빈의 배후에 있는 기술은 지속적으로 발전하여 풍력 터빈을 더 효율적이고 비용 효율적으로 만들어 더 깨끗하고 녹색인 미래에 기여하고 있습니다.

 

 

2. 풍차의 종류

 

각각 독특한 디자인과 기능을 가진 여러 종류의 풍차가 있습니다. 풍차의 주요 유형은 다음과 같습니다:

 

Traditional Windmills: 이것들은 곡식을 갈고, 물을 퍼내고, 나무를 톱질하는 것과 같은 다양한 작업을 수행하기 위해 수 세기 동안 사용되어 온 고전적인 풍차들입니다. 그들은 일반적으로 회전하는 머리와 날이 있는 높은 탑을 가지고 있습니다. 날개는 종종 나무로 만들어지며, 바람의 회전 에너지는 일련의 기어와 축을 통해 기계에 동력을 공급하는 데 사용됩니다.

 

Post Mill: 포스트 밀은 밀 본체와 돛을 포함한 전체 구조물이 중앙 기둥을 중심으로 회전할 수 있는 전통적인 풍차의 일종입니다. 이 디자인은 방앗간이 바람을 직접 마주할 수 있게 하여 효율성을 극대화합니다.

 

Tower Mill: 타워 밀은 포스트 밀에 비해 개선되었으며 회전 캡이 있는 고정 타워 구조를 가지고 있습니다. 모자는 바람을 향하도록 돌릴 수 있고, 이 디자인은 유럽에서 더 일반적입니다.

 

Smock Mill: 스모크 밀은 스모크나 코트와 유사한 경사가 있는 육각형 또는 팔각형의 나무 탑이 있는 풍차입니다. 그것은 바람을 잡기 위해 조절할 수 있는 회전 캡을 가지고 있습니다.

 

Dutch Windmill: 네덜란드에서 유래된 이런 종류의 풍차는 높은 탑과 초가지붕 또는 기와지붕이 특징입니다. 네덜란드 풍차는 저지대의 땅에서 물을 빼내고, 바다에서 땅을 되찾고, 곡식을 갈기 위해 종종 사용되었습니다.

 

Tower Wind Turbines: 이것들은 로터와 나셀(발전기와 다른 구성 요소를 포함하는 하우징)을 지지하는 타워 구조를 가진 현대적인 풍력 터빈입니다. 타워 풍력 터빈은 풍력 발전소에서 전기를 생산하는 데 일반적으로 사용됩니다.

 

Horizontal Axis Wind Turbines (HAWT): 전기 발전에 사용되는 가장 일반적인 유형의 풍력터빈입니다. 그것은 수평 로터 샤프트를 가지고 있고 블레이드는 샤프트에 수직으로 부착되어 있습니다. 로터 어셈블리 전체가 바람을 향합니다.

 

Vertical Axis Wind Turbines (VAWT): HAWT와 달리 VAWT는 수직 로터 샤프트가 있고 블레이드는 샤프트에 방사형으로 부착됩니다. VAWT는 대규모 전기 발전에서는 덜 일반적이지만 소음 수준과 전방향 바람 포획 기능이 낮기 때문에 도시 환경에서 사용되기도 합니다.

 

Darrieus Wind Turbines: 이것은 달걀 거품기 같은 디자인의 VAWT의 한 종류입니다. Darrieus 터빈은 날개 모양의 날개를 사용하고 회전을 발생시키기 위해 양력에 의존합니다.

 

Savonius Wind Turbines: VAWT의 또 다른 유형인 Savonius 터빈은 바람을 잡고 저항력을 사용하여 날개를 회전시키는 단순한 2컵 또는 3컵 디자인을 가지고 있습니다.

 

이것들은 역사적으로 그리고 현대적인 용도로 사용되는 풍차와 풍력 터빈의 주요 유형 중 일부입니다. 각 유형에는 장점과 한계가 있으며, 풍차 또는 풍력 터빈의 선택은 특정 응용 분야와 원하는 결과에 따라 달라집니다.

 

 

3. 풍차의 역사

 

풍차의 역사는 수천 년 전으로 거슬러 올라가며 전 세계의 다양한 문명에 걸쳐 있습니다. 다음은 풍차 역사의 주요 이정표에 대한 개요는 다음과 같습니다:

 

고대 기원: 가장 오래된 것으로 알려진 풍차는 기원전 2000-1000년경 바빌로니아와 중국과 같은 고대 문명에 의해 사용된 간단한 장치였습니다. 이 초기의 풍차들은 곡물을 갈고 물을 퍼내는 데 사용되었을 가능성이 있습니다.

 

페르시아와 중동: 7세기까지, 풍차는 페르시아 (현대의 이란)와 중동에서 더 정교해졌습니다. 수평 돛이 달린 수직축 풍차는 곡물을 갈거나 다른 기계적 작업을 수행하는 데 사용되었습니다.

 

유럽으로 확산: 십자군 전쟁은 중동에서 유럽으로 풍차 기술을 전파하는 데 중요한 역할을 했습니다. 12세기와 13세기 동안, 풍차는 북유럽, 특히 영국, 프랑스, 그리고 저지대 국가들 (네덜란드, 벨기에)과 같은 나라들에서 나타나기 시작했습니다.

 

중세 유럽: 풍차는 중세 동안 유럽 전역에서 흔한 광경이 되었습니다. 그들은 곡식을 갈고, 나무를 톱질하고, 물을 퍼내는 것을 포함한 다양한 작업에 사용되었습니다. 특히 네덜란드는 습지의 물을 빼내고 바다에서 땅을 되찾기 위해 광범위하게 사용된 풍차로 유명해졌습니다.

 

디자인의 발전: 시간이 지나면서 풍차 디자인은 더욱 효율적으로 발전했습니다. 포스트 밀과 타워 밀 디자인은 전체 구조물이 회전할 수 있게 해 주었으며, 밀이 직접 바람을 마주하고 에너지 포획을 극대화할 수 있게 해 주었습니다.

 

산업 혁명: 18세기와 19세기 동안, 산업 혁명은 기술적인 발전과 동력원에 대한 수요 증가를 가져왔습니다. 풍차는 제분, 섬유 생산, 농업과 같은 다양한 산업에 기계적인 힘을 제공하는 데 중요한 역할을 했습니다.

 

Decline: 19세기 후반과 20세기 초반에 증기 기관과 나중에 내연 기관의 부상과 함께, 풍차는 산업화된 지역에서 점차 쇠퇴했습니다. 화석 연료는 우세한 에너지원이 되었고, 풍차는 대규모 발전을 위한 경제적인 생산성이 떨어졌습니다.

 

풍력 에너지 부활: 20세기 후반, 환경 문제와 화석 연료의 유한성에 대한 우려는 재생 가능한 에너지원에 대한 새로운 관심으로 이어졌습니다. 현대 풍력 터빈을 포함한 풍력 에너지는 부활을 경험했고 세계 에너지 혼합의 중요한 구성 요소가 되었습니다.

 

최신 풍력 터빈: 20세기 후반과 21세기 초반에는 풍력 터빈 기술의 상당한 발전이 있었습니다. 대형 로터와 발전기를 갖춘 수평축 풍력 터빈은 풍력 발전소에서 대규모 발전의 표준이 되었습니다. 이러한 터빈은 상당한 양의 깨끗하고 재생 가능한 에너지를 생산할 수 있습니다.

 

오늘날 풍력 에너지는 화석 연료에 대한 지속 가능하고 환경 친화적인 대안으로 계속 성장하고 있으며, 기후 변화와 싸우고 더 푸른 미래를 촉진하기 위한 노력에 기여하고 있습니다.