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수력발전
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수력 발전 전반에 대한 이론적 개요
1 이론 수력과 발전소 출력
수력 발전에 의한 전력은 높은 곳에 있는 물이 가진 위치 에너지를 수차로써 기계 에너지로 전환하여 이것으로 발전기를 운전하여 전력을 발생한다.
지금 유량 Q(m3/sec)의 물이 유효 낙차 H(m)를 낙하할 때 이 물이 1초 간에 하는 일(work), 즉 공률(power)을 P라 하면
P=1.000QH (kg․m/sec)
1(kg․m)=9.8(J)이고 1,000(J/sec)=1(kW) 이므로 위 식은
P=9.8QH(kW)
이 P를 이론 수력이라 하며, 이 수력에 의하여 발전기에서 나오는 전력 P0는 수차의 효율을 t,발전기의 효율을 g라 하면 다음과 같이 된다.
P0=9.8t․gQH(kW)
수차 및 발전기의 각각의 효율 t, g는 수차 및 발전기의 형식, 용량, 회전수, 부하 상태의 대소 등에 의하여 다르나 보통 용량이 클수록 크며, 또 부하가 가벼울 때는 작으나 정격 사용시의 대체적인 값은 g=80~90(%), t=90~97(%)이다. 위의 두번째 식에서 명백한 바와 같이 수력을 유용하게 사용하는 데는 어떻게 하여 큰 낙차(H)와 유량(Q)을 경제적으로 얻는가가 문제가 된다. 하천의 하류부를 이용할 때는 유량은 비교적 작으나 큰 낙차를 취할 수 있는 경우가 많다.
2 수력 발전 방식
수력 발전은 하천으로부터 도수(導水)하여 그 낙차를 이용한 발전이다. 낙차를 얻는 방법으로는 다음과 같은 4가지 방식이 있다.
① 천연적인 낙차를 이용하는 수로식 ② 댐식 ③댐―수로식 ④ 인공적인 양수식이 있다.
① 수로식
: 굴곡이 심한 하천에서 굴곡부의 상류측에서 직선 수로를 설치하면 하류측에 가서 비교적 짧은 거리간에 큰 낙차를 얻을 수 있다. 이와같이 직선 수로로 도수하여 전력을 얻는 방식이 수로식 발전이다.
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2011.08.29
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