도전 과제: 전기와 열은 온실 가스 배출의 가장 큰 원천이며, 따라서 이러한 부문을 풍력 및 태양열과 같은 재생 가능으로 전환하는 것이 기후 변화에 대처하는 데 핵심이며 이러한 전환은 유틸리티 규모에서만 일어나야 하는 것은 아니다.

미국에서는 태양광 패널 가격이 꾸준히 하락하면서 옥상 태양광 설치가 증가하고 있다. 그러나 태양이 항상 빛나지 않고 배터리가 비싸기 때문에 대부분의 태양열 발전 건물은 결국 그리드에서 전기를 끌어와 화석 연료에 계속 의존하게 된다.

풍력 터빈은 밤과 흐린 조건에서 전기를 생성할 수 있어 태양열 기술을 보완하는 데 매우 적합하다. 그러나 작은 터빈은 많은 전력을 생산할 수 없으며 큰 터빈은 주거용 옥상보다 탁 트인 평야, 언덕 또는 바다에 더 적합하다.

매사추세츠 대학 풍력 에너지 센터 소장인 매튜 래크너(Matthew Lackner)는 “주거의 경우 대부분의 지역에 집이나 기타 장소에 설치할 수 있는 타워의 한계가 있기 때문에 터빈을 아주 높게 올릴 수는 없다. 새로운 시스템의 개발에 관여하지 않은 그는 5월에 Popular Science에 말했다.

아이디어: 휴스턴 대학교에서 분사한 Aeromine Technologies는 일반 터빈보다 더 작고 풍속이 시속 5마일 정도인 옥상 풍력 에너지 시스템을 개발했다. 기존의 소형 터빈은 평균 풍속이 9mph 이상이어야 한다.

Aeromine 장치 하나는 지붕 공간의 10%를 차지하는 동안 16개의 태양 전지판 어레이만큼 많은 전력을 생성할 수 있다. Aeromine에 따르면 대규모로 제조할 경우 시스템은 동일한 가격의 옥상 태양열 설치보다 훨씬 더 많은 에너지를 생성할 수 있다.

작동 원리: Aeromine의 풍력 에너지 시스템은 전통적인 터빈처럼 보이지 않는다. 얇은 기둥 꼭대기에서 회전하는 블레이드 대신 에어포일이 측면에 있는 움직이지 않고 탱크와 같은 실린더가 특징이다.

"바람이 에어포일에 부딪치면 유닛 바닥에 있는 내부 프로펠러를 통해 건물에 부딪치는 바람을 빨아들이는 음압이 생성되어 건물에 직접 연결되는 에너지 생산이 생성된다."고 Aeromine의 공동 설립자이자 CEO인 David Asarnow는 Fast Company에 이렇게 말했다.

Aeromine은 지붕 중앙에 태양 전지판을 위한 공간을 남겨두고 가장 바람이 많이 부는 방향을 향하는 지붕의 가장자리를 따라 20~40개의 장치를 배치할 계획이다. (하지만 태양의 방향에 따라 장치가 너무 많은 그늘을 만들 수 있음).

Asarnow는 "나는 이것을 태양광 사업에 파괴적이고 보완적인 것으로 생각하고 싶다."고 말했다. “우리의 생산은 더 강해질 수 있다. 동시에 이 둘을 짝지을 때 현장에서 에너지 독립을 위한 경로를 실제로 갖게 된다.”

Aeromine 풍력 에너지 시스템의 렌더링된 이미지. 이미지 출처: Aeromine Technologies

전망: Aeromine의 풍력 에너지 시스템은 경사진 지붕이나 단독 주택에는 설치할 수 없지만 창고, 아파트 건물 또는 기타 대형 평지붕 구조물에 현장 풍력 발전을 가능하게 할 수 있다.

이 회사는 이미 산디아 국립 연구소 및 텍사스 공과 대학과의 공동 연구를 통해 옥상 풍력 에너지 기술을 검증했다. 현재 여러 회사와 함께 시스템을 시범 운영하고 있으며 2023년 상업 시장에 제품이 준비될 것으로 기대하고 있다.