KR20000063996A - 풍력발전기의 압축공기 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풍력발전기의 압축공기 발생장치에 관한 것으로, 풍력발전기의 작동중 정격풍속 이상의 풍속이 발생하는 경우 정격풍속 이상의 풍력을 이용하여 공기압축기를 구동시켜 공기압축기가 부하로 작용하게 하여 회전자의 과회전을 해소시키고, 이때 발생한 압축공기를 압축공기저장탱크에 저장하였다가 이 압축공기를 이용하여 공기구동 터어빈을 회전시켜 이 회전력을 발전기에 공급하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 압축공기 발생장치에 관한것이다.

이를 위하여 본 발명은 풍력 발전기의 증속기 출력축(28)에, 클러치(22)를 연결하고 클러치와 연결되는 공기압축기(23)를 구성한다. 공기압축기를 통하여 압축된 공기는 복수로 구성되어 있는 압축공기저장탱크(24)에 보관이 된다. 압축공기저장탱크에 저장된 압축공기는 필요에 따라 공기구동 터어빈(26)으로 공급되어 여기서 얻은 회전력을 발전기(6)에 공급한다.

이와 같이 클러치, 공기 압축기, 압축공기 저장탱크, 공기구동 터어빈 등으로 구성된 압축공기 발생장치는 풍력발전기의 과회전을 차단하고 동력전달축으로 부터 공급받은 회전에너지를 압축공기로 저장하였다가 필요시에 공기구동 터어빈을 이용하여 회전운동으로 전환시켜 발전기에 공급함으로써 풍력 발전시스템의 유효풍속범위를 확장시켜 풍력발전기의 발전률과 효율을 증가시켜주고 풍력발전시스템에 에너지 저장체로서의 새로운 기능을 제공한다.

Description

풍력발전기의 압축공기 발생장치{Compressed air generating divice of wind power system}

지구상의 풍력 에너지는 고갈되지 않는 대체에너지원의 하나로 에너지 발생에 따르는 공해를 유발시키지 않는 청정 에너지이다. 1970년대 에너지 위기 상황에서 세계각국은 풍력에너지 개발에 많은 연구와 투자를 집중하여 현재는 선진국을 중심으로 급격한 기술향상으로 인한 시스템의 신뢰도와 안전성 확보는 물론 낮아진 풍력발전단가등 경제성이 뛰어난 대체에너지 자원으로서 상용화 단계에 이르러 있다.

강풍하에서도 풍차의 회전을 제어하는 기존의 기술로 알려진 것은 공기역학적인 특성을 이용한 방법과 기계적인 마찰을 이용한 방법이 있다.

공기역학적인 특성을 이용한 방법은 도1c에 도시한 실속(stall)현상을 이용하는 것으로 보조날개의 피치각을 변화시킴으로써 풍차의 동력변환 효율을 낮춰 강풍 에서도 회전자가 고속으로 회전하지 않도록 하는방법이며, 다양한 용량의 풍속 발전기에 적용되고 있다. 이와는 별도로 도3b에 도해한 바와 같이 유압장치(11)나 원심추 방식의 피치각 제어장치에 의해 날개의 각도 위치을 조절하는 방법으로, 공회전시와 최대출력시의 위치, 강풍시의 위치를 유지하거나 변경시킬수 있도록 구성되어 있다. 또한 동체의 회전을 구속하는 요(yaw)각 조절장치를 이용하여 풍향 추적 장치에 의하여 동체를 움직일 수 있도록 해주며 요브레이크를 이용하여 발생되는 측력에 저항하도록 되어있다.

소형 풍력발전 시스템인 경우 상기한 중대형 시스템의 피치각 제어방식등에 의한 방식을 사용하지 않고, 종단풍속 이상의 강풍에서 풍차의 회전을 정시시키기 위하여 풍차날개의 회전면을 풍향과 같은 방향으로 회전시키는 구조를 채택하고 있다.

상기한 공기역학적인 특성을 이용한 회전자 제어방식 외에도 기계적인 마찰력을 이용하여 회전자의 과회전을 방지하는데 제어시스템의 과회전 방지장치에 의해서 작동하게 된다. 도3b에 도해한 바에 의하면 회전익 제동장치는 통상의 원판브레이크 시스템을 사용하게 되는데, 증속기의 입력측에 연결되어 있는 회전자 원판 디스크(8)를 브레이크 켈리퍼(9)로 잡아 줌으로써 원판과 켈리퍼의 마찰에 의해 제동력을 얻는다. 켈리퍼는 과회전 방지장치에 의해서 또는 수동으로 브레이크 레버를 조작하는 것에 의해서 유압 장치(11)의 메인 벨브를 열어줌으로써 유압에 의해 작동된다.

공기역학적인 특성을 이용한 회전자 제어 방식이나 기계적 마찰력을 이용한 과회전 방지및 제동장치들은 정격풍속이하의 풍속에서는 출력을 높일 수 있게 회전자를 제어하지만, 정격풍속이상의 풍속에서는 회전자의 회전효율을 낮추는 방식을 사용하거나 브레이크 패드의 마찰을 유발시켜 회전자의 과회전을 방지하게 된다.

따라서, 풍력에너지가 속도의 세제곱에 비례하여 증가한다는 특성을 주지하면 에너지 밀도가 낮은 풍력에너지를 에너지원으로 사용하는 풍력 발전 시스템에 있어서 정격풍속 이상의 에너지를 활용하지 못하는 기존의 회전자 제어 방식은 개선되어야 할 필요성이 크다 하겠다.

배터리 저장방식을 채택하고 있지 않은 통상의 중대형급 풍력 발전기에 있어서 유효풍속이 발생할때 발생된 전기를 전력계통에 공급하는 등 풍력 발전시스템은 풍력에너지에 피동적으로 의존하여 작동되고 전력계통상에 기저 부하시에도 전력을 공급하는등 전력의 효율적인 관리가 이루어 지지 않고 있다.

따라서 본 발명의 주된 목적은, 정격풍속 이상의 풍속이 가해지는 경우 풍력발전시스템의 안전을 위하여 회전자의 회전을 감소시키는 수단을 제공하되, 기존의 방법인 공기역학적 특성을 이용하거나 기계적 마찰력을 이용하는 방법과 달리 정격풍속이상의 풍력에너지를 이용할 수 있도록 하는 공기압축 발생장치를 제공하는데 있다.

또한, 공기압축기(23)를 통하여 압축된 공기를 압축공기저장탱크(24)에 저장하고 필요에 따라 압축공기를 공기구동 터어빈(26)에 공급하여 회전력을 얻어 발전기(6)를 구동시켜 풍력발전기의 작동풍속 범위를 넓히는 수단을 제공하며, 풍력발전기의 공기압축 발생장치를 에너지 저장장치로 활용하는 수단을 제공하는데 있다.

도1a는 기존의 수평축 풍력 발전기의 입면도

도1b는 기존의 수직축 풍력 발전기의 입면도

도1c는 풍차날개의 실속(stall)장치의 사시도

도2는 기존의 공기압축기의 사시도

도3a는 기존의 수평축 풍력 발전기의 평면도

도3b는 기존의 수평축 풍력 발전기의 정면도

도3c는 기존의 수직축 풍력 발전기의 단면도

도4는 본 발명에 의한 압축공기 발생장치가 구비된 수평축 풍력 발전기의 평면도

도5은 본 발명에 의한 압축공기 발생장치가 구비된 수직축 풍력 발전기의 단면도

도6은 본 발명에 의한 압축공기 발생장치의 감속메카니즘의 계략도

도7은 본 발명에 의한 압축공기 발생장치의 가속메카니즘의 계략도

도8은 계통전력이 기저부하일때 본 발명에 의한 압축공기 발생장치의 에너지 저장의 작동 메카니즘의 계략도

도9는 계통전력이 과부하일때 본 발명에 의한 압축공기 발생장치의 전력 발생 메카니즘의 계략도

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 ; 회전자 날개 2 ; 회전자 날개 베어링

3 ; 회전자 허브 4 ; 증속기

5 ; 플렉시블 커플링 6 ; 발전기

7 ; 발전기 지지대 8 ; 회전자 원판 디스크

9 ; 수평 브레이크 켈리퍼 10 ; 원심 스위치

11 ; 유압 장치 12 ; 유압 벨브

13 ; 연결봉 14 ; 수직 원판 디스크

15 ; 수직 베어링 16 ; 수직 브레이크 켈리퍼

17 ; 유압 실린더 18 ; 복원 스프링

19 ; 피치링크 20 ; 날개 연결용 플렌지

21 ; 제어장치 22 ; 클러치

23 ; 공기 압축기 24 ; 압축 공기 저장 탱크

25 ; 공기압 제어 장치 26 ; 공기 구동 터어빈

27 ; 증속기의 별도 입력축 28 ; 증속기의 별도 출력축

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 풍력발전기의 회전자의 회전을 발전 가능한 회전수로 증속 시켜주는 증속기(4)에 두개의 입력축을 두고, 한개의 입력축은 회전자의 회전운동을 공급받고, 나머지 입력축(27)은 공기구동 터어빈(26)과 연결되어 공기구동 터어빈의 회전운동을 공급받게 된다. 또한 증속기의 출력단을 복수로 두어 하나의 출력축은 진동을 흡수해주는 플렉시블 커플링(5)을 통하여 발전기(6)와 연결되고, 나머지 하나의 출력축(28)은 클러치(22)를 통하여 공기압축기(23)와 연결한다. 공기압축기는 압축공기를 저장할 수 있는 다수의 압축공기저장탱크(24)로 연결되어 있고, 공기압축탱크(24)의 출력단은 공기구동 터어빈(26)과 연결되며, 공기구동터어빈(26)의 회전축은 상기한 바와 같이 증속기의 입력단(27)과 결합되어 회전력을 공급되게 된다.

본 발명은 과풍속시에 증속기(4)에 발전기(6) 이외의 부하를 제공함으로써 회전자의 회전수를 정격회전수로 낮춘다. 즉 정격풍속이상의 과풍속이 발생하는 경우 기존의 공기역학적인 특성을 이용하여 회전자의 효율을 낮추는 방법이 아닌 증속기의 출력단(28)에 별도의 부하인 공기압축기(23)를 클러치(22)를 통하여 연결하여 증속기출력단의 부하가 증가하는 결과를 가져와 과풍속에 의하여 안전회전수 이상 빨라진 회전자의 회전운동을 안전회전수로 낮추게 된다.

본 발명은 또한 상기 공기압축 감속장치에서 발생한 압축공기를 다수의 압축공기저장탱크(24)에 저장하게 되는데 압축공기저장 탱크(24)는 실용화 되어 널리 사용되는 에너지 저장장치로 기존의 에너지저장 장치와 차별화 되는 장점을 가지고 있는바, 에너지 저장기간이 매우 길고, 에너지 저장장치로서 반영구적인 수명을 가지고 있을 뿐아니라 에너지 충전시간이 매우 빠른 등 충전시간의 조절이 가능하고, 저장된 에너지의 출력속도 제어가 매우 용이하다는 점 즉, 출력에너지의 크기를 조절하기 용이한 점이 있다.

에너지 저장장치로써 공기압축탱크의 단점은 에너지 저장효율이낮은 점인데 최신의 미세누출및 밀봉기술의 향상으로 상기 단점은 많이 보완되어 압축공기의 누출이 매우 적게 되었다. 또 하나의 단점은 저장할 수 있는 최대에너지 밀도가 낮은 점인데 이역시 최근의 초고압공기탱크 제작 기술의 향상으로 에너저장 밀도가 높아지게 되었다. 압축공기를 기계적 회전력으로 변환시켜주는 공기 구동 터어빈(26)의 경우도 과거 변환 효율이 낮은 문제점을 가지고 있었으나 최근의 전산기술의 발전에 따라 터어빈의 동력 변환 효율을 증가시켜주기 위한 3차원 난류점성 유동해석 방법, 터어빈의 내부유동을 해석하기 위한 다양한 기법이 사용되고 있다. 또한 터어빈의 설계에 관련한 다양한 설계인자를 고려한 실험으로 데이타베이스를 구성하고 이를 바탕으로 향상된 성능을 가지는 유체기계를 설계할수 있는 설계전문가 시스템등이 개발되어 터어빈의 동력 변환 효율이 과거에 비하여 월등하게 좋아졌다.

이러한 본 발명에 따른 공기압축 감속장치의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1a는 기존 수평축 풍력 발전기의 정면도이고 도1b는 기존 다리우스형 수직축 풍력발전기의 정면도이다.

도2는 공기압축기와 공기압축탱크가 일체로 구성이 된 보편적인 공기압축기이다. 기존의 공기압축기는 전동기나 엔진과 같은 동력원으로 부터 회전력을 얻어 피스톤식이나 로터리식, 스크류식 공기압축기를 구동하여 역류 방지 벨브를 통하여 공기 압축 탱크에 압축공기를 저장하도록 구성이 되어있어, 순간적인 힘이 필요로 하는 공기구동드라이브와 공기압 제어장비, 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다.

도3a는 기존의 수평축 풍력 발전기의 평면도이고, 도3b는 수평축 풍력 발전기 몸체의 정면도인바, 풍차날개(1)와 풍차날개를 고정시켜주는 날개 연결용 플랜지(20)와 회전력을 증속기에 전달해주는 동력축과, 원판형 브레이크 시스템을 두고, 연결봉(Pitch rod)(13)에 연결되어 있는 피치링크(19), 회전자의 회전력을 증속기로 연결시켜 주는 동력축과, 동력축에 연결되어 발전기가 발전 가능한 속도로 증속시켜 주는 증속기(4)와 증속기를 통해 전달되는 회전력의 다양한 스트레스를 흡수하는 플렉시블 커플링(5)과 플렉시블 커플링에 연결되는 발전기(6)로 구성 되어 있다. 상기의 연결봉(13)은 증속기(4)를 관통하여 유압실린더(17)와 연결되어 유압의 조절에 의하여 피치각의 조절이가능하도록 되어 있고 연결봉(13)에는 피치각의 복원을 위한 복원스프링(18)이 구비되어 있다.

도4는 본 발명에 의한 공기압축 발생장치가 구비된 수평축 풍력발전기 몸체의 정면도인바, 풍차날개(1)와 풍차를 고정시켜주는 날개 연결용 플랜지(20)와 회전자의 회전력을 감속하기 위한 원판형 브레이크와 증속기로 회전자의 회전력을 전달해주는 동력축과 전달된 회전력을 발전 가능한 속도로 증속 시켜주는 증속기(4)로 구성되어 있되, 증속기의 입력축은 기존 풍력 발전기와 달리 별도 입력축(27)을 구성하여 공기구동 터어빈(26)의 회전축을 추가적으로 구성한 증속기의 입력단(27)에 연결한다. 증속기의 출력축도 기존 풍력발전기의 증속기와 달리 복수로 구성하는데 한개의 출력축은 플랙시블 커플링(5)을 통하여 발전기(6)와 연결되어있고, 나머지 출력축(28)을 공기압축기(23)와 연결시키되, 필요에 의해 동력 차단이 가능하도록 하기 위한 클러치(22) 구조물을 구비하여 공기압축기(23)와 사이에 구비한다. 공기압축기(23)를 통하여 압축된 공기는 다수로 구성된 압축공기저장탱크(24)에 공기압 제어장치(25)를 통하여 저장된다.

도5는 본 발명에 의한 공기압축 발생장치가 구비된 수직축 풍력발전기 몸체의 정면도인바 상기 도4와 같이 기존의 풍력발전기와 달리 증속기에 부가적인 입력축(27)을 구비하고, 여기에 공기구동터어빈(26)의 출력축을 연결한다. 수직축 풍력 발전기의 증속기 출력축도 도4의 경우와 같이 별도의 출력축(28)을 구성하여 여기에 클러치(22)를 연결하고 클러치(22)에 공기압축기(23)를 연결하고, 공기압축기를 통하여 압축된 공기는 다수로 구성된 압축공기저장탱크(24)에 공기압 제어장치(25)를 통하여 저장된다.

도6은 본 발명에 의한 공기 압축 발생장치의 감속메카니즘의 계략도인바, 정격풍속이상의 과풍속이 발생하는 경우 회전자가 과회전하게 되고 이것을 감지하는 센서에 의하여 증속기의 별도의 출력축(28)에 연결된 공기압축기의 클러치(22)를 증속기(4)와 연결하여 공기압축기(23)가 구동되도록 한다. 이것은 즉 회전자의 과회전이 발생한 경우 추가적인 부하인 역할을 하는 공기압축기(23)를 연결하여 줌으로써 회전자의 과회전을 낮추는 기능을 하게된다. 공기 압축기의 특성상 압축탱크에 저장된 공기의 압력이 낮은 경우는 비교적 약한 부하로 작용하게 되지만 압축탱크의 저장압이 올라갈수록 공기압축기의 부하로써 작용은 커지게 된다. 따라서 정격풍속을 일정이상 정도만 상회하는 경우는 다수의 공기저장탱크를 병열연결하여 압축탱크의 저장압이 서서이 증가되도록 하여 회전자가 정격회전수 이하로 떨어지는것을 막고, 공기압축저장탱크들의 평균 저장압이 높은 경우 공기압축기의 부하를 조절하기 위하여 별도의 압력감지센서 등을 구성하여 압축공기 발생장치가 회전자의 정격회전을 저해하지 않도록 구성한다. 이와 달리 상당한 강풍인 경우 개개의 압축공기저장탱크(24)와 연결되어 있는 공기압 제어장치(25)에 의하여 압축공기 발생장치가 충분한 회전저항력을 발휘하도록 하며, 공기압축의 특성상 최고 저장압에 근접하는 경우 매우 큰 저항이 발생하므로 회전자의 과회전을 감속효과가 크게 발생한다.

도7은 본 발명에의한 압축공기 발생장치의 가속메카니즘의 계략도인바, 풍속이 약하여 풍력 발전기의 시동 회전력을 얻을수 없을경우 회전자를 통하여 공급되는 약한 회전력이 증속기에 연결되고 이때 공기구동 터어빈에 압축공기를 공급하여 공기구동터어빈축에 회전력을 발생시켜 증속기의 부가적인 입력축에 공기구동터어빈의 회전력을 공급하게 된다. 그리하여 증속기의 두개의 입력축을 통하여 입력된 약한 회전자의 회전력과 공기구동 터어빈을 통하여 공급되는 회전력의 합의 힘이 증속기에 가해지게 되고 증속기는 발전에 필요한 회전수로 증속하는 것이 가능해 진다. 증속기를 통하여 발전이 가능한 회전수로 증속된 회전운동이 플렉시블 커플링을 통하여 발전기에 공급됨으로써 발전기는 발전을 시작하게 된다. 상기한 구동메카니즘에 의하여 풍력발전기의 발전이 가능한 최소풍속이 낮아지는 효과가 있다. 이때에는 당연히 공기압축기와 연결되는 클러치는 떨어져 있게 되므로 공기 압축기는 증속기의 회전에 저항으로 작용하지 않는다.

도8은 계통전력이 기저부하 수준일때 본 발명에 의한 공기압축 발생장치의 에너지 저장장치로서의 작동 메카니즘의 계략도인바, 심야 기저 부하시 등에는 회전자의 회전운동은 증속기를 통하여 모두 공기 압축기로 공급이 되어 압축공기 형태로 에너지를 저장하게 되어 불필요한 전력생산을 하지 않게 된다. 이때 압축공기로 전환된 에너지는 계통이 요구하는 경우 공기구동 터어빈을 구동시켜 발전기에 회전력을 전달함으로써 즉각적으로 전력으로 변환이 가능하여 진다. 풍력발전기의 구조상 특성에 따라 다르지만 대부분의 중대형 풍속기는 유도발전기를 사용하는데 제어를 통하여 전력을 공급하면 유도발전기는 전동기의 기능을 수행할 수 있으므로 계통상의 잉여전력을 이 전동기에 공급하여면 전동기에 의해 회전력을 얻고 이 회전력을 이용하여 공기압축기를 구동시켜 잉여 전력을 압축공기에너지로 전환하여 저장할 수 있게된다.

도9는 계통전력이 과부하일때 본 발명에의한 공기압축 발생장치의 에너지발생 메카니즘의 계략도인바, 전력계통에 과부하가 발생되는 경우는 압축된 공기를 이용하여 풍력발전기를 구동하여 풍속에 의존하는 풍력발전기의 회전자 운동과 협력하여 전력을 생산하거나 독자적으로 발전기를 구동시켜 즉시 전력을 생산해 계통에 공급하여 줌으로써 계통의 과부하를 해소시켜 준다.

도5는 본 발명에 의한 공기압축 발생장치가 구비된 수직축 풍력발전기를 도해한 것으로, 수직축풍력 발전기는 수평축 풍력 발전기와 비교하여 초기에 회전자를 일정회전수 이상 가속시켜줘야 하는데 기존의 수직축풍력 발전기에서는 발전기에 전류를 공급하여 전동기로 기능하게 하여 회전자의 회전수를 정격회전수이상 가속시켜주고 다시 전동기를 발전기로 전환하여 회전자의 운동을 이용하여 발전을 하게된다. 그러나 본 발명에 따른 압축공기 발생장치를 부착한 경우에는 압축공기저장탱크의 압축공기를 이용하여 공기구동장치인 터어빈을 회전시키고 여기서 발생한 회전력을 증속기에 공급함으로써 회전자의 회전이 가능하도록 하여 준다.

본 발명은 상기한 바와 같이 풍력발전기에 공기압축 발생장치를 구비하여 정격풍속이상의 풍속이 발생하여 회전자의 과회전이 유발되면 공기압축기를 부하로 이용하여 회전자의 과회전을 해소시켜주고, 이때 저장된 압축공기를 이용하여 유효풍속이하의 풍속이 불어 회전자의 저회전이 유발되면 저장된 압축공기를 이용하여 공기구동터어빈을 구동하여 여기서 얻어진 회전력으로 회전자의 회전운동을 보조하여 증속기에 공급함으로써 풍력 발전기의 작동률을 향상시켜 줄 수있다. 이것은 결과적으로 풍력발전기의 운전풍속 범위를 증가시키는 효과를 가져와 풍력 발전기의 발전능력을 비약적으로 향상시킬수 있다.

또한, 공기압축 발생장치는 신뢰성이 높은 에너지 저장장치로 활용이 가능하여 전력계통의 잉여전력을 저장하고, 계통에 과부하가 발생하게 되면 즉각 전력으로 전환하여 계통에 공급함으로써 피크전압및 전력예비율, 에너지 수요의 증가에 따른 추가적인 발전소 건설을 대치하는 효과가 있고, 풍력발전시스템의 발전능력을 향상시켜 풍력발전시스템의 확대보급에 박차를 가하게 될것이다.

장기적으로는 리우선언이후 환경보전을 위한 보다 구체적인 실천방안이 요구되는 현 시점에서 풍력발전시스템은 대체에너지 발생장치로서 그 중요성이 커진다 할 수 있으며 본 발명에 의한 공기압축 발생장치를 포함한 풍력발전시스템은 풍력발전기의 기능과 작동효율을 비약적으로 향상시켜줘 확대보급시에 온실가스 배출의 감축과 지구 환경보존에 이바지 하게 된다.

Claims (3)

1. 풍력발전기의 증속기(4)에 별도의 입력축(27)과 별도의 출력축(28)을 구비하고, 증속기(4)의 추가구성한 별도의 출력축(28)에 클러치(22)와 같은 동력연결장치를 부착하고, 클러치(22)를 통하여 연결된 회전축에 공기압축기(23)를 설치하고, 공기압축기(23)를 통하여 압축된 공기를 다수의 공기압축저장탱크(24)에 저장하여 회전자의 회전에 공기압축기(23)가 부하로 작용하게 하여 회전자의 과회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 압축공기 발생장치
2. 상기 1항에 있어서 압축공기저장탱크(24)와 연결되는 공기구동 터어빈(26)을 구성하고 공기구동 터어빈(26)의 회전축을 증속기의 별도의 입력축(27)과 연결하여 압축공기저장탱크(24)에서 공급받는 압축된 공기의 힘을 이용하여 공기구동 터어빈(26)을 구동하여 여기서 발생한 회전력을 발전기에 공급하여 전력을 생산하도록 하는것을 특징으로 하는 압축공기 발생장치
3. 상기 2항에 있어서 전력계통이 기저 부하 수준인 경우가 풍력발전기를 제어하여 전력계통의 잉여전력으로 풍력발전시스템의 발전기(6)를 전동기로 작동하게 하여 전동기에서 발생한 회전력으로 공기압축기(23)를 구동시켜 압축공기 형태로 에너지를 저장하였다가 전력계통에 과부하가 발생하는 경우 이 압축된 공기를 이용하여 공기구동 터어빈(26)을 구동시켜 여기서 발생한 회전력을 풍력발전기의 회전자운동에너지와 협력하여 풍력발전기(6)에 공급하여 발전하거나, 압축공기를 이용한 공기구동 터어빈(26)의 회전력만으로 발전기(6)를 구동시켜 발전하여 계통에 공급함으로써 계통의 과부하를 해소시키는 것을 특징으로 하는 풍력발전시스템의 압축공기 발생장치