우리가 환경에 미치는 영향을 줄이거나 대응하기 위해 노력하면서 풍력 터빈은 뜨거운 대화 주제가 되었습니다. 재생 가능 에너지원의 경우 평균 수명이 놀라울 정도로 길지만, 기존 석탄 발전소의 출력을 대체하는 데 얼마나 많은 에너지가 필요한지와 같은 실제 생산 문제는 어떻습니까? 이는 완전히 다른 규모로 집에 풍력 발전을 설치하는 것과는 매우 다른 대화입니다.
답변에 영향을 미치는 다양한 변수가 있으며, 가장 중요한 것은 석탄 발전소의 총 생산량과 풍력 터빈의 위치이며, 이는 날씨, 풍속 및 기타 환경 요인의 영향을 크게 결정합니다.
즉, 짧은 대답은 일반적인 1기가와트 석탄 발전소의 에너지 생산을 대체하려면 400~500개의 풍력 터빈 정도가 필요하다는 것입니다. 즉, 석탄 발전은 급전 가능성이라는 이점을 누리고 있습니다. 즉, 운영자는 일반적으로 그리드에 전력이 필요할 때 출력을 늘리거나 줄일 수 있습니다. 풍속, 날씨, 전송 용량에 따라 달라지는 대규모 풍력 발전소의 경우 반드시 그런 것은 아닙니다.
풍력발전 뒤에 숨은 수학
미국 에너지부의 보고서에 따르면 2023년에 건설 및 설치된 풍력 터빈(풍차와 혼동하지 말 것)의 평균 평균 용량은 3.4MW였습니다. 그러나 이것이 그러한 터빈이 지속적으로 전체 3.4MW를 생성한다는 의미는 아닙니다. 풍력의 변동성으로 인해 미국 풍력단의 평균 용량 계수는 2023년 33.5%였으며 최근 건설된 프로젝트는 38.2%에 달했다고 밝혔습니다. 이를 계산해 보면 38.2%의 용량 비율로 작동하는 3.4MW 터빈은 1년 동안 평균 약 1.3MW를 생성합니다.
마찬가지로, 석탄 발전소도 일반적으로 항상 최대 용량으로 가동되지는 않습니다. 미국 에너지정보청(US Energy Information Administration)에 따르면 미국 석탄 함대의 평균 용량 계수는 2023년 42.4%였습니다. 해당 가정에 따르면 1,000MW(1기가바이트) 석탄 발전소는 연간 약 370만 메가와트시를 생성합니다. 38.2% 용량 비율의 3.4MW 터빈 1개는 연간 약 11,400MWh를 생산합니다. 이는 석탄 발전소의 연간 발전량을 맞추려면 대략 325개의 터빈이 필요하다는 것을 의미합니다. 더 넓은 차량 평균 33.5% 용량 계수를 사용하면 그 수치는 약 370개의 터빈으로 증가합니다. 60%의 용량 비율로 운영되는 석탄 발전소와 같이 더 높은 출력을 얻으려면 연간 생산량을 맞추기 위해 약 460개의 현대식 터빈이 필요합니다.
