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Jun 06, 2023

나는 풍력 터빈을 사용하여 집에 전력을 공급하고 싶습니다. 가능합니까?

나는 나만의 풍력 터빈을 갖고 싶다. 나는 가벼운 바람 속에 얼마나 많은 힘이 숨어 있는지 알고 있습니다. 나는 적당한 바람이 350톤짜리 배를 바다를 가로질러 보내는 것을 보았습니다. 보트 레일에 장착된 소형 터빈

나는 나만의 풍력 터빈을 갖고 싶다.

나는 가벼운 바람 속에 얼마나 많은 힘이 숨어 있는지 알고 있습니다. 나는 적당한 바람이 350톤짜리 배를 바다를 가로질러 보내는 것을 보았습니다. 보트 레일에 장착된 작은 터빈은 바람개비에 불과하며 며칠 동안 전기를 공급합니다.

그래서 엔지니어부터 물리학자까지 제가 요청한 거의 모든 사람들이 소형 가정용 풍력 터빈에 대한 아이디어를 일축했을 때 저는 실망했습니다. 대부분은 그것을 괴짜 과학과 돈 낭비 사이의 것으로 묘사했습니다.

나중에 알게 된 바에 따르면 소형 풍력 발전이 값비싼 사기꾼이라는 평판은 충분히 그럴 만한 가치가 있다는 것을 알게 되었습니다. 초기 터빈 모델은 파손되기 쉬웠고, 전력 생산량이 거의 없었으며, 태양광 패널보다 비용이 더 많이 들었습니다.

그러다 뭔가 이상한 점을 발견했습니다. 인플레이션 감소법은 주택 소유자에게 풍력 터빈에 대해 30%의 세금 공제를 제공합니다.

이것은 또 다른 정부 유인물이었습니까? 작년에 의회를 통과한 750페이지 분량의 입법 패키지에 오타가 있었나요? 아니면 미국 정부가 제가 가정용 풍력 터빈을 구입할 수 있도록 도와줄 준비가 되어 있을 수도 있습니다.

나는 알아보러 갔다. 작은 터빈이 가까운 시골 지역으로 다가오고 있습니다. 언젠가는 집에서 바람이 태양전지판만큼 친숙해질 수 있고, 나 같은 도시 거주자도 전원을 연결할 수 있을 것입니다.

작은 바람 뒤에 숨겨진 큰 아이디어는 다음과 같습니다.

소형 풍력 터빈은 여러 세대에 걸쳐 미국에 전력을 공급해 왔습니다. 초기 식민지 주민들은 풍차를 사용하여 곡물을 갈고 나무를 자릅니다. 값싼 금속 장치는 물을 퍼 올렸고 나중에는 1800년대 대평원의 농장과 목장에서 전기를 생산했습니다.

그러나 오늘날의 작은 터빈은 표면적인 유사성에도 불구하고 이전 모델과 전혀 다릅니다. 탄소 섬유로 구성되고 전자 장치로 포장된 이 모델은 저렴한 비용으로 훨씬 더 많은 에너지를 포착합니다.

에너지부는 소형 풍력을 배터리를 충전하는 1킬로와트 단위부터 약 40개의 미국 가정에 전력을 공급할 수 있는 충분한 전기를 생산할 수 있는 100킬로와트 풍력 터빈에 이르기까지 모든 것으로 정의합니다. 대조적으로, 세계에서 가장 큰 유틸리티 규모 터빈 중 하나인 해상 풍력 발전 단지의 15메가와트 거대 터빈은 미국 6,500개 이상의 가정에 전력을 공급할 수 있습니다.

지금까지 소형 터빈은 틈새 산업이었습니다. 1980년대까지 이 기술은 비용이 많이 들고 신뢰할 수 없었습니다. 그러다가 상황이 호전되던 2000년대에 중국은 값싼 정부 보조금 태양광 패널을 시장에 쏟아부었고, 이로 인해 소형 터빈의 재정적 매력이 약화되었습니다.

2009년 오바마 행정부가 청정 에너지에 수십억 달러를 투자한 후에도 소규모 풍력 발전은 간과되어 태양광 패널과 대규모 풍력 발전 단지를 선호했습니다.

이것이 오늘날 우리가 처해 있는 세상입니다. 풍력 터빈은 계속해서 커지고 있습니다. 평균 풍력 터빈의 허브 높이(지면에서 블레이드가 부착되는 곳까지의 거리)는 약 300피트이고, 로터 직경(블레이드가 회전하는 원의 너비)은 약 418피트로 축구장 길이보다 깁니다. .

그 이유는 간단합니다. 터빈이 클수록 더 많은 전력을 생산하기 때문입니다. 바람은 지상에서 가장 높은 곳에서 불어옵니다. 전력은 풍속의 세제곱만큼 증가하므로 풍속을 2배로 늘리면 8배의 에너지를 얻게 됩니다. 둘째, 블레이드가 길수록 낮은 속도에서도 바람으로부터 더 많은 에너지를 추출합니다.

이 모든 것은 풍력 산업에 있어서 좋은 소식입니다. 미국 에너지부는 전체 전력의 약 10%를 풍력으로 생산하며 금세기 중반까지 그 용량을 3배로 늘릴 것이라고 보고했습니다.

그러나 인플레이션 감소법과 같은 새로운 기술과 인센티브는 작은 바람의 시대를 열 수 있습니다.

무엇이 가능한지 알아보기 위해 저는 분산 풍력 에너지 협회(Distributed Wind Energy Association)의 공동 창립자이자 미국의 선도적인 소형 터빈 제조업체 중 하나인 Bergey Windpower의 사장인 Mike Bergey에게 전화를 걸었습니다. 이 회사는 수천 대의 10kW 터빈을 판매했으며 그 중 일부는 수십 년 동안 유지 관리 없이 작동했습니다.

회사는 수년 동안 어려움을 겪었지만 2012년 미국 정부는 회사에 생명선을 던졌습니다. 에너지부 보조금으로 차세대 터빈에 자금을 지원했습니다. 움직이는 부품 2개, 탄소 섬유 블레이드, 31피트 로터 직경으로 구성된 15kW 모델은 발전 비용을 50% 이상 절감했다고 Bergey는 말했습니다.