유도 발전기란 무엇일까요?

유도 발전기란 무엇일까요?

유도 발전기의 정의

유도 발전기(Induction generator)는 비동기 발전기라고도 부릅니다. 이는 전력을 발생시키는 교류 전동기의 대표적인 예인 유도 전동기의 원리를 사용하는 교류 발전기의 한 종류입니다. 유도 발전기의 토크는 로터의 회전 방향과 반대입니다. 이 상태에서는 슬립이 0보다 작은 음의 값이 되고 유도 발전기는 공급 주전원에 에너지를 공급하기 시작합니다. 이렇게 슬립이 음수이므로 부하 저항도 음수인데 이는 부하 저항이 전력을 흡수하지 않고 전원으로 기능하기 시작한다는 것을 나타냅니다. 또한 연결된 공급 주전원에 전기 에너지를 공급해줍니다. 그리고 유도 발전기의 출력은 음수인 슬립의 값과 로터의 속도 또는 모터가 동일한 방향으로 고정자에 생기는 회전 자계의 회전 속도인 동기 속도 이상으로 구동하는 속도 등의 요인에 따라 달라집니다.

유도 발전기의 장점과 그 한계

유도 발전기에는 다양한 장점이 존재하는데, 첫 번째로 유도 발전기는 견고한 구조를 가지고 있기 때문에 유지관리의 필요성이 상대적으로 덜합니다. 그리고 두 번째로 전통적인 유도 모터는 가격이 저렴하므로 유도 발전기를 부담 없이 사용하기 좋아집니다. 그리고 유도 발전기는 헌팅 없이 병렬 작동이 가능하며 원동기의 속도 변화는 덜 두드러집니다. 또한 유도 발전기는 킬로와트 출력 전력당 크기가 더 작으며 보조 장비가 덜 필요합니다. 그리고 이는 동기 발전기의 공급 라인과 동기화할 필요가 없으며, 유도 발전기에는 자체 보호 기능이 존재합니다. 그래서 단락의 경우에는 단자에 고장이 발생하면 여자에 장애가 발생하여 기계 자체가 발전을 중지하게 됩니다.

그리고 유도 발전기에도 물론 한계가 존재하는데, 우선 유도 발전기는 보조 장비의 반응 전압 암페어가 필요하다는 점이 주요 단점으로 꼽힙니다. 또한 유도 발전기는 무효 전력을 생성할 수가 없지만 유도 발전기의 처리 과정이 진행되기 위해서는 공급 주전원에 무효 전력이 필요하다는 문제가 있습니다. 그리고 마지막으로 유도 발전기의 작동에는 발전기든 전동기든 어느 쪽이든 필요한 무효 전력을 제공하기 위해 동기 기계가 필요하다는 점 또한 문제로 존재합니다.

유도 발전기의 용도와 사용처

로터의 가변 속도로 유용한 전력을 생산해주며, 위에서도 말했듯이 유도 발전기는 가변 속도 요인 등에서 다른 발전기에 비해 경제적이고 안정적인 경향을 보이므로 풍력 발전소의 터빈이나 마이크로 수력 기계에도 자주 사용됩니다. 유도 발전기는 20세기 초부터 사용되기 시작하였으며 이는 1960년대와 1970년대에는 잠시 사용률이 크게 줄어들었지만 그 후로는 다시 유도 발전기의 사용이 다시 재개되기 시작하였습니다. 그리고 유도 발전기는 위에서도 이야기한 풍력 터빈 같은 대체 에너지원이나 산업 공정의 에너지 회수 시스템과 함께 사용되며, 이는 또한 약한 전송선에서 공급되고 있는 원격 리모트 영역의 발생한 부하를 확인하고 추가 전력을 공급하는 데도 사용됩니다.