풍력 발전

1. 개요

풍력 발전은 바람의 운동 에너지를 전기로 변환하는 기술로, 5,500년 전부터 돛단배에, 기원후 7세기부터 풍차에 활용되었다. 1880년대에 전력 생산을 위한 풍력 터빈이 개발되었고, 2023년에는 전 세계적으로 116.6GW의 새로운 용량이 추가되어 총 설비 용량이 1,021GW에 달했다. 풍력 터빈은 수평축, 수직축 등 다양한 형태로 개발되었으며, 풍력 발전소는 여러 대의 터빈을 모아 설치하는 집합형과 해상에 설치하는 해상 풍력 발전소, 쓰러뜨릴 수 있는 가동식 설비가 있다.

풍력 발전은 에너지 안보 강화, 온실가스 배출 감소, 낮은 에너지 회수 기간 등의 장점을 가지지만, 출력 전력의 불안정성, 풍황 의존성, 소음, 환경 영향 등의 문제점도 존재한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 에너지 저장 시스템, 소음 저감 기술, 해상 설치 등이 활용된다. 풍력 발전은 경제적으로 저렴한 전력 생산원이며, 일자리 창출에도 기여하지만, 지역 사회의 수용성 확보가 중요하며, 화석 연료 보조금은 풍력 발전을 저해하는 요인으로 작용하기도 한다.

2. 역사

인류는 5천 5백 년 전부터 돛단배와 함선을 만들어 배를 추진시키는 데 풍력을 사용했고, 고대부터 건축가들은 건물에서 바람을 이용한 자연환기장치를 이용해왔다. 기원 후 7세기 무렵부터 풍차를 이용해 물을 끌어올려서 관개농업에 사용하고, 곡식을 제분하는 데 사용했다.

전력 생산에 사용된 최초의 풍차는 1887년 7월 스코틀랜드 글래스고 앤더슨 칼리지(Anderson's College)(현 스트래스클라이드 대학교(Strathclyde University))의 제임스 블라이스(James Blyth) 교수에 의해 건설되었다. 블라이스의 높이 10m의 천 돛 풍력 터빈은 킨카딘셔(Kincardineshire) 메리커크(Marykirk)에 있는 그의 별장 정원에 설치되었고, 프랑스인 카밀 알퐁스 포르(Camille Alphonse Faure)가 개발한 축전지를 충전하여 별장의 조명을 밝히는 데 사용되었다. 이로써 그의 집은 풍력으로 전력을 공급받은 세계 최초의 집이 되었다.

대서양 건너 미국 오하이오주 클리블랜드(Cleveland, Ohio)에서는 1887년에서 1888년 겨울에 찰스 F. 브러시(Charles F. Brush)가 더 크고 정교한 기계를 설계하고 건설했다. 이것은 그의 자택에 있는 그의 엔지니어링 회사에서 건설되었고 1886년부터 1900년까지 운영되었다. 브러시 풍력 터빈은 직경 17m의 로터를 가지고 있었고 18m 높이의 탑에 설치되었다. 오늘날의 기준으로는 크지만, 이 기계의 정격 출력은 12 kW에 불과했다.

1973년 석유 파동은 덴마크와 미국에서 원격 전력 사용을 위해 전력망에 연결될 수 있는 더 큰 유틸리티 규모의 풍력 발전기를 개발하는 연구를 촉진했다.

영국에서는 1887년 글래스고의 J. 브라이스가 수직 풍차를 이용하여 출력 3kW의 발전을 시작했다. 미국에서는 1888년 클리블랜드의 C.F. 브러시가 지름 17m, 144개의 블레이드로 구성된 거대한 다엽 풍차로 12kW의 풍력 발전을 1908년까지 20년간 사용했다. 1891년에는 덴마크 아스코브(Askov)에서 폴 라 쿠르에 의해 풍력 발전 연구소가 설립되어 풍력 발전으로 전기 분해한 수소와 산소를 이용한 발전 실험이 실시되었다. 일본에서는 1949년 야마다 모토히로가 홋카이도 삿포로시에 (주)야마다풍력전설공업소를 설립하여 풍차의 본격적인 제조를 시작했다. 석유 파동을 계기로 풍력 발전 등의 대체 에너지에 대한 관심이 높아지면서, 1973년 아시카가공업대학, 미에대학이 풍력 발전 연구를 시작했다. 1975년에는 쓰루오카고등전문학교, 야마가타대학이 풍차 연구를 시작했다. 이후 여러 교육 기관과 기업이 참여했지만, 1980년대에는 석유의 안정적인 공급과 가격 하락으로 연구 개발이 침체되었고, 1990년대에 들어서 지구 온난화 대책의 일환으로 다시 풍력 발전에 대한 관심이 높아졌다.

--

3. 종류

풍력 터빈은 바람의 운동 에너지를 전기에너지로 변환하는 장치이다. 1000년 이상의 풍차 개발과 현대 공학의 결과로, 오늘날의 풍력 터빈은 수평축 및 수직축 유형의 다양한 범위에서 제조된다. 가장 작은 터빈은 보조 전력을 위한 배터리 충전과 같은 용도로 사용된다. 약간 더 큰 터빈은 가정용 전력 공급에 소량 기여하는 데 사용될 수 있으며, 사용하지 않은 전력을 전력망을 통해 유틸리티 공급업체에 되팔 수 있다. 풍력 발전소로 알려진 대형 터빈의 집합체는 재생 가능 에너지의 점점 더 중요한 원천이 되었으며, 많은 국가에서 화석 연료에 대한 의존도를 줄이기 위한 전략의 일환으로 사용되고 있다.

* 다리우스형(Darrieus Type): 1920년 프랑스에서 개발된 다리우스 풍력터빈은 바람에 의해 안과 밖으로 회전하는 수직 회전블레이드 구조이다. 수평축 터빈보다 높은 효율로 작동할 수 있으며, 구조가 단순하고 바람의 방향에 영향을 받지 않는다는 장점이 있다.
* 사보니우스형(Savonius Type): 1922년 핀란드에서 개발된 사보니우스 터빈은 구조적으로 가장 단순한 풍력터빈 중 하나이다. 반원통의 날개를 마주보게 하여 구동하는 구조로서 위에서 보면 단면이 "S"자 모양을 가지고 있다. 비교적 천천히 회전하지만 큰 회전력을 갖고 있어 에너지 추출 효율보다 풍속계처럼 설치비용 및 내구성이 중요시되는 곳에 적용된다.
* 자이로밀형(Giromil Type): 자이로밀형 터빈은 수직으로 붙여진 대칭형 블레이드가 바람방향에 따라 자동적으로 최적의 반각 영각을 얻는 구조의 풍력발전이다. 쉬운 설계 및 설치가 가능하지만, 다리우스 풍력터빈에 비해 효율이 낮고 더 높은 풍속조건이 요구되는 단점이 있다.
* 헬리컬형(Helical Type): 미국에서 수력터빈용으로 개발된 헬리컬 터빈은 다리우스 터빈의 진보된 형식이다. 두개의 날개가 나선형으로 올라가는 구조로 모든 위치에서 제어가 가능하고 다리우스 터빈에 비해 소음, 진동의 특성이 개선되었지만, 아직 발전용으로 보급되지는 못하고 있다.

4. 풍력 발전소

풍력 발전소는 여러 대의 풍력 터빈을 한 곳에 설치하여 발전하는 시설이다. 대규모 풍력 발전소는 광대한 부지에 수백 개의 풍력 터빈이 설치될 수 있지만, 터빈 사이의 땅은 농업 등 다른 용도로 활용할 수 있다. 해상에 설치되는 경우도 있다. 거의 모든 대형 풍력 터빈은 바람 방향을 향한 로터와 3개의 블레이드를 가진 수평축 풍력 터빈으로, 키가 큰 원통형 타워 위에 있는 나셀에 부착되어 있는 동일한 설계를 가지고 있다.

풍력 발전 단지에서 개별 터빈은 중간 전압(종종 34.5 kV) 전력 수집 시스템 및 통신 네트워크와 상호 연결된다. 일반적으로 완전히 개발된 풍력 발전 단지에서는 각 터빈 사이에 7D(풍력 터빈의 로터 직경의 7배)의 거리가 설정된다. 변전소에서 이 중간 전압 전류는 변압기를 사용하여 고전압 전력 송전 시스템에 연결하기 위해 전압이 증가된다.

4.1. 집합형 풍력 발전소

집합형 풍력 발전소는 여러 대의 풍력 터빈을 한 곳에 설치하여 발전하는 시설이다. 풍력 발전 단지(wind farm)라고도 부른다. 대규모 시설의 경우 광대한 부지에 수백 개의 풍력 터빈이 설치되지만, 터빈 사이의 땅은 농업 등 다른 용도로 활용할 수 있다. 해상에 설치되는 경우도 있다.

4.2. 해상 풍력 발전소

바다에 풍력 발전기를 설치하는 것을 해상 풍력 발전이라고 한다. 지형이나 건물의 영향을 적게 받아 안정적인 풍력 발전을 할 수 있고, 입지 확보, 경관, 소음 문제도 해결할 수 있다. 2010년 말 시점에서 유럽을 중심으로 3GW 이상이 도입되었다.

비교적 얕은 해저에 기초를 설치하고 그 위에 풍력 터빈을 설치하는 고정식과, 수심이 깊은 곳에서 부유체 위에 풍력 터빈을 설치하고 계류를 통해 위치를 고정하는 부유식이 있다.

; 고정식
수심이 얕은 해역에서 해저에 기초를 건설하여 대규모 풍력 발전 단지를 건설하는 사례가 여러 나라에 있다. 원래는 덴마크를 중심으로 건설이 진행되어 왔지만, 최근 유럽 전역으로 확대되는 추세를 보이고 있으며, 특히 영국에서의 성장이 두드러진다. 영국 정부는 2020년까지 해상 풍력 발전 설비 용량 33GW(Round 1, 2, 3 합계) 도입이라는 야심찬 목표를 제시했다. 독일에서도 북해에 있는 국가 프로젝트 Alpha Ventus 60MW를 시작으로 2009년 이후 도입 가속화가 예상된다. 일본에서도 항만 내 등에서 건설 사례가 보이며, 2010년 3월에는 이바라키현에서 최초로 항만 외 설치 사례가 가동을 시작했다.

; 부유식
2009년 노르웨이에서, 풀 스케일로는 세계 최초의 부유식 해상 풍력 발전 시설 Hywind가 건설되었다.

; 일본 국내 해상 풍력 개황
일본에서는 2020년 말 시점에서 일본의 해상 풍력 28기 중 10기가 홋카이도와 도호쿠에 설치되어 있다 (하지만 나머지 18기는 다른 지역이며, 그쪽이 수가 더 많다). 홋카이도나 도호쿠 등의 해안부에서는 안정적인 풍력(평균 풍속 6m/초 이상)을 얻을 수 있기 때문에, 그 지역의 비율이 비교적 많다.

; 비용 비교
일본 국내 실증 실험에 의한 2022년 시점의 초기 비용을 비교하면 다음과 같다.

* 부유식 해상 풍력: 약 1/kW
* 고정식 해상 풍력: 약 400/kW
* (참고 데이터) 육상 풍력: 150/kW ~ 300/kW (육상식은 이 숫자만 보면 저렴해 보이지만, 실제로는 주변 주택에 대한 배려의 과제가 있다.)

즉, 부유식은 비용이 높다 (그에 비하면 고정식은 그다지 높지 않다).

5. 풍력 터빈

풍력 터빈은 바람의 운동 에너지를 전기에너지로 변환하는 장치이다. 1000년 이상의 풍차 개발과 현대 공학의 결과로, 오늘날의 풍력 터빈은 수평축 및 수직축 유형의 다양한 범위에서 제조된다. 가장 작은 터빈은 보조 전력을 위한 배터리 충전과 같은 용도로 사용된다. 약간 더 큰 터빈은 가정용 전력 공급에 소량 기여하는 데 사용될 수 있으며, 사용하지 않은 전력을 전력망을 통해 유틸리티 공급업체에 되팔 수 있다. 풍력 발전소로 알려진 대형 터빈의 집합체는 재생 가능 에너지의 점점 더 중요한 원천이 되었으며, 많은 국가에서 화석 연료에 대한 의존도를 줄이기 위한 전략의 일환으로 사용되고 있다.

1919년, 독일의 물리학자 알베르트 베츠는 가상의 이상적인 풍력 에너지 추출 기계의 경우 질량 보존 법칙과 에너지 보존 법칙에 따라 바람의 운동 에너지의 16/27(59%) 이상을 포착할 수 없음을 보였다. 이 베츠 한계는 현대 터빈 설계에서 접근할 수 있으며, 이론적인 베츠 한계의 70~80%에 도달할 수 있다.

풍력 터빈 설계는 바람으로부터 에너지를 추출하기 위해 풍력 터빈의 형태와 사양을 정의하는 과정이다. 풍력 터빈 설치는 바람의 에너지를 포착하고, 터빈을 바람 방향으로 향하게 하고, 기계적 회전을 전력으로 변환하고, 터빈을 시작, 중지 및 제어하는 데 필요한 시스템으로 구성된다.

풍력 터빈의 공기역학은 간단하지 않다. 블레이드의 공기 흐름은 터빈에서 멀리 떨어진 곳의 공기 흐름과 같지 않다. 공기에서 에너지가 추출되는 방식 자체가 터빈에 의해 공기가 편향되게 한다. 이는 하류의 물체나 다른 터빈에 영향을 미치는데, 이를 "후류 효과"라고 한다. 또한, 로터 표면의 풍력 터빈의 공기역학은 다른 공기역학 분야에서는 거의 볼 수 없는 현상을 보여준다. 풍력 터빈 블레이드의 형태와 치수는 바람으로부터 에너지를 효율적으로 추출하는 데 필요한 공기역학적 성능과 블레이드에 작용하는 힘에 저항하는 데 필요한 강도에 따라 결정된다.

블레이드의 공기역학적 설계 외에도 완벽한 풍력 시스템의 설계는 설치의 로터 허브, 나셀, 타워 구조, 발전기, 제어 장치 및 기초의 설계도 고려해야 한다.

6. 장점

* 대한민국의 에너지 안보 강화: 석유나 천연가스 등 지하자원이 부족한 한국에서도 바람만 있다면 발전이 가능하여 에너지 자급률 향상에 기여한다. 전쟁 등으로 인한 에너지 수급 불안정 상황에서도 안정적인 에너지 공급을 가능하게 한다.
* 온실가스 배출량 감소: 발전 시 온실가스를 배출하지 않아 기후 변화 대응에 기여한다. 한국 전력 평균 온실가스 배출량은 약 346g-CO2/kWh (2001년 기준)이며, 풍력 발전의 온실가스 배출량은 25g-CO2/kWh에서 34g-CO2/kWh 정도로 매우 낮다.
* 낮은 발전 비용: 비교적 발전 비용이 낮고, 사업화가 비교적 용이하다.
* 소규모 분산형 발전 시설: 사고나 재해 등 유사시의 영향을 최소화하고 전체 가동률을 높일 수 있다.
* 짧은 공사 기간: 수요 총량 변동에 대응하기 쉽고, 투자 후 운전 개시까지의 이자도 적게 들 수 있다.
* 물가 변동 위험 감소: 운전 연료가 필요 없기 때문에, 물가 변동(인플레이션 등)으로 인한 사업 위험을 줄일 수 있다.
* 유지 보수 기간 단축: 대규모 집중형 발전소에 비해 수리 및 유지 보수에 필요한 기간을 단축할 수 있다.
* 도서 지역 전력 공급: 도서 지역 등 연료 확보 및 송전 비용이 높은 지역의 독립 전원으로 활용할 수 있다.
* 냉각수 불필요: 냉각수가 필요 없다.
* 송전 비용 절감: 소형의 경우 수요 지역에 인접하여 설치가 가능하며, 송전 비용 절감에 기여할 수 있다.
* 개인 운용 가능: 개별 설비가 비교적 소규모이므로 개인이 운용할 수도 있다.
* 야간 발전 가능: 바람이 불면 야간을 포함하여 언제든지 발전이 가능하다.

7. 문제점과 대안

풍력 발전은 여러 가지 문제점을 안고 있으며, 이에 대한 다양한 대안이 연구 및 적용되고 있다.

* 출력 전력의 불안정성 및 불확실성: 풍속의 변동에 따라 출력 전압과 역률이 수요와 관계없이 변동한다.
→ 에너지 저장 시스템과 병용하여 전력 공급을 안정화한다.
* 풍황 의존성: 풍력 발전기 설치 장소의 풍황이 발전 채산성에 큰 영향을 미친다.
→ 사전 조사 및 예측을 통해 적합한 장소를 선정한다. 여러 업체와 연구자의 예측을 비교 검토하여 신뢰성을 높이고, 채산성이 낮은 장소는 건설을 중단한다.
* 소음 피해: 육상 설치 시 주변 주택가에 소음 피해를 줄 수 있다.
→ 인가가 없는 해안이나 해상에 설치하여 주택과의 거리를 확보한다.
* 환경 영향: 육상 설치 시 주변 환경에 악영향을 미칠 수 있다. (지역 주민들이 경관이나 산림 훼손을 이유로 반대하는 경우가 있으며, 일본 오가마 주변 계획은 미야기현 지사 등의 반대로 중지되었다.)
→ 해상 설치를 통해 환경 문제 발생을 줄인다. (일본 아키타현의 해상 풍력 프로젝트는 성공 사례로 꼽힌다.)
* 강풍 및 낙뢰: 태풍, 사이클론 등의 강풍이나 낙뢰로 인해 풍력 발전기가 고장날 수 있다.
→ 강풍 속에서도 파손되지 않고 발전할 수 있는 풍력 발전기를 개발하고, 태풍 발생 시에는 블레이드 회전을 멈춘다. 최근에는 강풍 속에서도 발전 가능한 "수직축형 마그누스식 풍력 발전기"도 개발되고 있다.
* 조류 충돌: 대형 풍력 발전기의 경우, 블레이드에 조류가 충돌하여 사망하는 경우가 있다.
→ 사전 조사를 통해 철새의 이동 경로를 파악하고, 대량 이동 경로에는 건설을 중지하는 것을 검토한다.
* 경관 문제: 풍력 발전기 설치로 인해 경관이 바뀐다는 이유로 반대받을 수 있다.
→ 지역 주민과의 소통을 통해 합의점을 찾고, 필요한 경우 설치 장소를 변경한다.

이 외에도 다음과 같은 문제점과 대안들이 존재한다.

* 저주파 문제: 주택과 가까이 설치된 경우, 인근 주민이 어지러움, 두근거림, 이명 등의 불쾌감을 호소하는 사례가 발생한다. 이는 블레이드와 터빈 부분에서 발생하는 풍절음 등의 소음과 저주파 진동이 원인으로 지적된다.
* 대책:
* 블레이드 날개 단면 개량을 통해 날개 끝 회전 속도를 낮춘다.
* 다극식 발전기 채용으로 기어 소음을 제거한다.
* 다운윈드형에서 업윈드형으로 변경하여 타워 하류의 불안정한 기류를 가로지르는 소음을 줄인다.
* 섀도우 플리커 (스트로보 효과): 회전하는 날개에 의해 단속적으로 가로지르는 그림자가 문제시되며, 생태계에도 영향을 줄 수 있다.
* 대책: 태양이 저 위치에 있는 경우 풍차를 정지시킨다. 영국에서는 민가로부터 5km의 거리를 유지하도록 규정하고 있다.
* 조류 충돌: 환경성 멸종위기종 목록 (조류)에 해당하는 희귀 맹금류 어린 새가 풍력발전기의 블레이드와 충돌하여 사망하는 경우가 있다.
* 대책:
* 설치 지역의 조류 서식 상황을 조사하여 영향이 적은 장소와 형태를 선정한다.
* 철새 접근을 레이더로 감지하여 회전 날개를 미리 멈춘다.
* 풍력 터빈 근처에 테이프나 허수아비를 설치하여 맹금류의 포식 행위를 막는다.
* 블레이드 회전 속도가 느려지도록 설계한다.
* 타워(지주)에 조류가 앉지 않도록 가로보나 돌출부를 없앤 원통형 설계로 한다.
* 풍력 터빈 날개 한 장을 검게 칠하면 조류 충돌이 감소할 가능성이 있다.
* 토사 유출: 육상 풍력 터빈 건설 공사로 발생하는 토지 변경(산림 벌채 등)으로 인해 유출되는 토사가 하류 지역을 오염시킬 수 있다.
* 발전량 예측: 풍력발전 사업화를 위해서는 사전 풍황 조사가 중요하며, 발전량 예측 기술도 활용되고 있다.

8. 현황

2022년 기준으로 풍력 발전은 세계에서 생산되는 에너지의 7.28%를 차지한다. 대한민국에서는 제주특별자치도와 포항 등에서 시행 중이며, 덴마크는 풍력 발전을 많이 하는 나라로 유명하다. 2021년 전 세계 전력 사용량에서 풍력의 비중은 거의 7%로, 2015년 3.5%에서 증가했다.

영국에서는 1887년 글래스고의 제임스 브라이스가 수직 풍차를 이용하여 3kW의 발전을 시작했다. 미국에서는 1888년 클리블랜드의 찰스 F. 브러시가 지름 17m, 144개의 블레이드로 구성된 거대한 다엽 풍차로 12kW의 풍력 발전을 1908년까지 20년간 사용했다.

--

2021년 전 세계 풍력 발전 누적 설비용량은 1,870TWh이다. 일본에서는 2004년경부터 풍력 발전이 본격적으로 도입되어 2014년 기준 전국에 약 2000기, 발전능력 합계는 약 250만 킬로와트에 달한다.

--

--

미국은 이전부터 캘리포니아주와 텍사스주에서 대규모 풍력 발전 단지를 건설해 왔다. 캘리포니아주에는 2014년 1월 현재 세계 최대 규모의 풍력 발전소인 알타 풍력 에너지 센터가 있다.

9. 정치

일부 정부의 화석 연료 보조금은 신재생에너지의 성장을 늦추고 있다. 풍력 발전 단지 허가에는 수년이 걸릴 수 있으며, 일부 정부는 이를 가속화하려고 노력하고 있다. 많은 국가에서 여론 조사는 풍력 에너지에 대한 강력한 대중적 지지를 보여준다.

유럽을 비롯한 많은 국가에서 실시된 여론 조사는 풍력 에너지에 대한 강력한 대중적 지지를 보여준다. 2010년 해리스 여론조사는 독일, 다른 유럽 국가들, 그리고 미국에서 풍력 에너지에 대한 강력한 지지를 발견했다. 미국에서의 대중적 지지는 2020년 75%에서 2021년 62%로 감소했으며, 민주당은 공화당보다 풍력 에너지 사용을 두 배나 더 지지했다.

중국에서는 Shen 외(2019)의 연구에 따르면, 중국 도시 거주자들은 도시 지역에 풍력 터빈을 건설하는 것에 저항할 수 있으며, 놀랍게도 상당수의 사람들이 근거 없는 방사선에 대한 두려움을 우려의 원인으로 제시했다.

10. 경제

육상 풍력은 석탄 발전소나 새로운 가스 발전소보다 저렴한 전력 생산원이다. 풍력 터빈 기술이 향상됨에 따라 비용이 감소하고 있다. 풍력 에너지는 자본 집약적이지만 연료비가 들지 않아, 풍력 에너지 가격은 화석 연료의 변동성 있는 가격보다 훨씬 안정적이다.

풍력 프로젝트는 지역 세금 또는 세금 대체 지불금을 제공하고, 농지에 풍력 터빈을 설치한 농가에 소득을 제공함으로써 농촌 지역 경제를 강화한다. 풍력 에너지 부문은 건설 및 운영 단계에서 일자리를 창출한다. 2020년 풍력 발전 분야에는 약 125만 명이 고용되었다.

2021년 라자드(Lazard)의 비보조 전력 연구에 따르면 풍력 발전의 균등화 전력 비용은 $26~$50/MWh로, 신규 가스 발전의 $45~$74/MWh와 비교된다. 해상 풍력은 약 $83/MWh로 추정되었다.

최근 경쟁 심화로 터빈 가격이 크게 하락했다. 2021년 기준으로, 해상풍력에는 여전히 보조금이 자주 제공되지만, 육상풍력에는 일반적으로 더 이상 필요하지 않다.

11. 환경 영향

풍력 발전으로 인한 전력 생산의 환경적 영향은 화석 연료 발전에 비해 미미하다. 풍력 터빈은 에너지원 중에서 생애주기 온실가스 배출량이 가장 낮은 수준에 속한다. 평균 전력 단위보다 훨씬 적은 온실가스가 배출되므로 풍력 발전은 기후 변화를 제한하는 데 도움이 된다.
육상 풍력 발전소는 상당한 시각적 영향을 미칠 수 있다. 매우 낮은 표면 출력 밀도와 간격 요구 사항으로 인해 풍력 발전소는 일반적으로 다른 발전소보다 더 많은 토지를 필요로 한다. 하지만 터빈과 도로 사이의 토지는 여전히 농업에 사용될 수 있다.

서식지 손실과 단편화는 육상 풍력 발전소의 야생 동물에 대한 가장 큰 잠재적 영향이지만 전 세계적인 생태계 영향은 미미하다. 희귀종을 포함하여 수천 마리의 조류와 박쥐가 풍력 터빈 날개에 부딪혀 죽었지만, 기후 변화 효과를 포함하면 풍력 터빈은 화석 연료 발전소보다 훨씬 적은 조류 사망을 야기한다. 이러한 효과를 포함하지 않으면, 현대 풍력 터빈은 석탄 발전소의 0.200에 비해 GWh당 약 0.273마리의 조류를 죽인다. 적절한 야생 동물 모니터링을 통해 풍력 터빈이 조류에 미치는 영향을 완화할 수 있다.

풍력 터빈은 소음도 발생시킨다. 300m 거리에서는 약 45dB 정도이며, 냉장고보다 약간 시끄럽다. 1.5km 거리에서는 들리지 않는다.