풍력 터빈의 역사

알렉산드리아의 헤론(서기 10년~70년)이 만든 윈드휠(windwheel)은 역사상 바람을 이용해 기계를 작동시킨 최초의 기록 중 하나입니다.

Hero of Alexandria

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최초로 알려진 실용적인 풍력 발전소는 7세기부터 페르시아(현재의 이란)의 동부 지방인 시스탄에 건설되었습니다. '파네몬(Panemone)'이라 불리는 이 수직축 풍차는 직사각형 날개가 달린 긴 수직 구동축을 가지고 있었습니다. 갈대 매트나 천으로 덮인 6~12개의 돛으로 만들어진 이 풍차들은 곡물을 빻거나 물을 끌어올리는 데 사용되었으며, 제분업과 사탕수수 산업에 활용되었습니다.

Nashtifan wind turbines in Sistan, Iran

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풍력 발전은 중세 시대 유럽에서 처음 등장했습니다. 영국에서의 사용에 관한 최초의 역사적 기록은 11세기나 12세기로 거슬러 올라가며, 1190년경 독일 십자군이 풍차 제작 기술을 시리아로 가져갔다는 보고가 있습니다.

14세기경, 네덜란드 풍차는 라인강 삼각주 지역의 배수를 위해 사용되었습니다.

발명가 파우스토 베란치오가 고급 풍력 터빈을 설명했습니다. 그는 자신의 저서 'Machinae Novae(1595)'에서 곡선형 또는 V자형 날개를 가진 수직축 풍력 터빈을 기술했습니다.

Fausto Veranziovertical-axis wind turbine

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최초의 전기 생산 풍력 터빈은 스코틀랜드의 학자 제임스 블라이스가 1887년 7월 스코틀랜드 메리커크에 있는 자신의 별장에 조명을 밝히기 위해 설치한 배터리 충전 기계였습니다.

Blyth's "windmill" at his cottage in Marykirk in 1891

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몇 달 후, 미국의 발명가 찰스 F. 브러시는 지역 대학 교수들과 동료인 제이콥 S. 깁스, 브린슬리 콜버드의 자문을 구하고 오하이오주 클리블랜드에서 전기 생산을 위한 설계도를 동료 검토받은 끝에 최초의 자동 작동 풍력 터빈을 제작할 수 있었습니다.

1900년 덴마크에는 펌프나 제분기와 같은 기계적 부하를 위한 약 2,500개의 풍차가 있었으며, 총 최대 출력은 약 30MW로 추정되었습니다. 가장 큰 기계는 24미터(79피트) 높이의 타워 위에 4개의 날개가 달린 23미터(75피트) 직경의 로터를 갖추고 있었습니다.

1908년까지 미국에서는 5kW에서 25kW 용량의 풍력 발전기 72대가 가동되고 있었습니다. 제1차 세계 대전 무렵, 미국 풍차 제작자들은 매년 10만 대의 농업용 풍차를 생산했으며, 대부분은 양수용이었습니다.

현대식 수평축 풍력 발전기의 선구자는 1931년 소련 얄타에서 가동되었습니다. 이는 30미터(98피트) 타워 위의 100kW 발전기로, 지역 6.3kV 배전 시스템에 연결되었습니다. 이 발전기의 연간 이용률은 32%로 보고되었으며, 이는 현재의 풍력 기계와 크게 다르지 않습니다.

1941년 가을, 최초의 메가와트급 풍력 터빈이 버몬트주의 전력망에 동기화되었습니다. 스미스-퍼트넘 풍력 터빈은 1,100시간 동안 가동된 후 치명적인 고장을 일으켰습니다. 전쟁 중 자재 부족으로 인해 이 장치는 수리되지 않았습니다.

영국에서 운영된 최초의 전력망 연결 풍력 터빈은 1951년 존 브라운 앤 컴퍼니가 오크니 제도에 건설했습니다.

그러나 1970년대 초, 덴마크의 반핵 시위는 장인 기계공들이 22kW급 마이크로 터빈을 개발하도록 촉발했습니다.

소유주들을 협회와 협동조합으로 조직하는 것은 정부와 유틸리티 기업에 대한 로비로 이어졌으며, 1980년대 내내 더 큰 터빈을 위한 인센티브를 제공했습니다.