수력발전 개요

수력 발전은 자연 하천의 물 에너지를 사람들이 사용할 수 있는 전기로 변환하는 것입니다.발전에 사용되는 에너지의 원천은 태양에너지, 하천의 수력, 기류에 의해 발생하는 풍력 등 다양하다.수력을 이용한 수력 발전 비용은 저렴하고 수력 발전소 건설은 다른 수자원 보존 프로젝트와 결합될 수도 있습니다.우리나라는 수력발전 자원이 매우 풍부하고 여건도 매우 좋습니다.수력은 국가 경제 건설에 중요한 역할을 합니다.
강의 상류 수위는 하류 수위보다 높습니다.강의 수위 차이로 인해 물 에너지가 생성됩니다.이 에너지를 위치 에너지 또는 위치 에너지라고 합니다.강의 물 높이의 차이를 드롭이라고하며 수위 차이 또는 수두라고도합니다.이 방울은 수력 형성의 기본 조건입니다.또한, 수력의 크기는 하천의 물의 흐름의 크기에 따라 달라지는데, 이는 낙수만큼 중요한 또 다른 기본 조건입니다.낙하와 흐름 모두 수력에 직접적인 영향을 미칩니다.방울의 물의 양이 클수록 수력이 커집니다.물방울과 물의 양이 상대적으로 작으면 수력 발전소의 출력이 더 작아집니다.
드롭은 일반적으로 미터로 표시됩니다.Gradient는 액적과 거리의 비율로 액적 집중도를 나타낼 수 있습니다.하락은 더 집중되고, 수력의 사용은 더 편리합니다.수력 발전소에서 사용하는 낙차는 수력 발전소의 상류 수면과 터빈을 통과한 후 하류 수면의 차이입니다.

유량은 단위 시간당 강에 흐르는 물의 양이며 1초에 입방 미터로 표시됩니다.1입방미터의 물은 1톤입니다.강의 흐름은 시시각각 변하기 때문에 흐름을 이야기할 때는 물이 흐르는 특정 장소의 시간을 설명해야 합니다.흐름은 시간에 따라 매우 크게 변합니다.우리나라의 하천은 일반적으로 여름과 가을의 장마철에 큰 유량을 가지고 있으며 겨울과 봄에는 비교적 적은 유량을 가지고 있습니다.일반적으로 강의 흐름은 상류에서 상대적으로 작습니다.지류가 합쳐지기 때문에 하류 흐름이 점차 증가합니다.따라서 상류 방울이 집중되지만 흐름은 작습니다.하류 흐름은 크지 만 드롭은 상대적으로 흩어져 있습니다.따라서 하천 중류에서 수력을 활용하는 것이 가장 경제적인 경우가 많습니다.
수력 발전소에서 사용하는 낙차 및 유량을 알면 다음 공식을 사용하여 출력을 계산할 수 있습니다.
N = GQH
공식에서 N-출력(킬로와트)은 전력이라고도 할 수 있습니다.
Q-흐름(초당 입방 미터)
H – 드롭, 미터 단위;
G = 9.8 , 중력 가속도, 단위: 뉴턴/kg
위의 공식에 따라 이론 전력은 손실을 공제하지 않고 계산됩니다.사실 수력발전의 과정에서 터빈, 송전설비, 발전기 등은 모두 불가피한 전력손실을 가지고 있다.따라서 이론적 전력은 할인되어야 합니다. 즉, 실제 사용할 수 있는 전력에 효율 계수(기호: K)를 곱해야 합니다.
수력 발전소에서 발전기의 설계 전력을 정격 전력이라고 하고 실제 전력을 실제 전력이라고 합니다.에너지 변환 과정에서 에너지의 일부를 잃는 것은 불가피합니다.수력 발전 과정에서 주로 터빈과 발전기의 손실이 있습니다(파이프라인의 손실도 있음).농촌 마이크로 수력 발전소의 다양한 손실은 총 이론 전력의 약 40-50 %를 차지하므로 수력 발전소의 출력은 실제로 이론 전력의 50-60 % 만 사용할 수 있습니다. 즉 효율성은 약 0.5-0.60(이 중 터빈 효율은 0.70-0.85, 발전기 효율은 0.85~0.90, 파이프라인 및 전송 장비 효율은 0.80~0.85)입니다.따라서 수력발전소의 실제 전력(출력)은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
K – 수력 발전소의 효율, (0.5~0.6)은 마이크로 수력 발전소의 대략적인 계산에 사용됩니다.이 값은 다음과 같이 단순화할 수 있습니다.
N=(0.5~0.6)QHG 실제 전력=효율×유량×낙하×9.8
수력 발전의 사용은 수력 터빈이라고 불리는 기계를 추진하기 위해 수력을 사용하는 것입니다.예를 들어, 우리나라의 고대 물레방아는 매우 단순한 수차입니다.현재 사용되는 다양한 수력 터빈은 다양한 특정 수력 조건에 맞게 조정되어 더 효율적으로 회전하고 물 에너지를 기계적 에너지로 변환할 수 있습니다.또 다른 종류의 기계인 발전기는 터빈에 연결되어 발전기의 회전자가 터빈과 함께 회전하여 전기를 생성합니다.발전기는 터빈과 함께 회전하는 부분과 발전기의 고정 부분의 두 부분으로 나눌 수 있습니다.터빈에 연결되어 회전하는 부분을 발전기의 회전자라고 하며 회전자 주위에 많은 자극이 있습니다.회 전자 주위의 원은 발전기의 고정자라고하는 발전기의 고정 부분이며 고정자는 많은 구리 코일로 싸여 있습니다.회전자의 많은 자극이 고정자의 구리 코일 중간에서 회전하면 구리 와이어에 전류가 발생하고 발전기는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환합니다.
발전소에서 생성된 전기 에너지는 다양한 전기 장비에 의해 기계적 에너지(전기 모터 또는 모터), 빛 에너지(전등), 열 에너지(전기로) 등으로 변환됩니다.
그는 수력 발전소의 구성
수력 발전소의 구성에는 수력 구조, 기계 장비 및 전기 장비가 포함됩니다.
(1) 유압구조물
둑(댐), 취수문, 수로(또는 터널), 압력 전 탱크(또는 조절 탱크), 압력 파이프, 발전소 및 테일레이스 등이 있습니다.
하천에 둑(댐)을 만들어 하천의 물을 막고 수면을 높여 저수지를 만든다.이와 같이 둑(댐) 위의 저수지 수면과 댐 아래의 강의 수면 사이에 농축된 물방울이 형성되고, 그 물은 수도관을 이용하여 수력발전소로 유입됩니다. 또는 터널.상대적으로 가파른 강에서는 전환 채널을 사용하여 하천을 형성할 수도 있습니다.예: 일반적으로 자연 강의 킬로미터당 낙차는 10미터입니다.하천의 이 구간의 상단에 수로를 열어 하천수를 유입시키면 하천을 따라 수로가 굴착되어 수로의 경사가 더 평평해집니다.수로의 낙하가 1km당 만들어지면 1m만 떨어지므로 물이 수로에서 5km 흐르고 수면은 5m만 떨어지는 반면 물은 자연 수로에서 5km를 이동한 후 50m 떨어졌습니다 .이때 수로에서 나온 물은 수도관이나 터널을 통해 강을 통해 다시 발전소로 보내지며 45m의 집중된 낙차가 있어 전기를 생산하는 데 사용할 수 있다.그림 2

전환 채널, 터널 또는 수도관(플라스틱 파이프, 강관, 콘크리트 파이프 등)을 사용하여 물방울이 집중된 수력 발전소를 형성하는 것을 전환 채널 수력 발전소라고 하며 이는 수력 발전소의 전형적인 배치입니다. .
(2) 기계 및 전기 장비
위에서 언급한 수력 작업(보, 수로, 앞마당, 압력 파이프, 작업장) 외에도 수력 발전소에는 다음 장비가 필요합니다.
(1) 기계 장비
터빈, 거버너, 게이트 밸브, 전송 장비 및 비발전 장비가 있습니다.
(2) 전기 장비
발전기, 배전반, 변압기 및 송전선로가 있습니다.
그러나 모든 소규모 수력 발전소에 위에서 언급한 수력 구조와 기계 및 전기 장비가 있는 것은 아닙니다.저양정 수력발전소의 수두가 6m 미만인 경우 일반적으로 수로 수로와 개방 수로 수로를 사용하며 압력 앞머리와 압력 수도관이 없습니다.전력 공급 범위가 작고 전송 거리가 짧은 발전소의 경우 직접 전력 전송을 채택하고 변압기가 필요하지 않습니다.저수지가 있는 수력 발전소는 댐을 건설할 필요가 없습니다.깊은 취수구, 댐 내부 파이프(또는 터널) 및 여수로를 사용하면 둑, 취수문, 수로 및 압력 포어풀과 같은 수력 구조물이 필요하지 않습니다.
수력발전소를 건설하기 위해서는 우선 세심한 조사와 설계 작업이 이루어져야 합니다.설계 작업에는 예비 설계, 기술 설계 및 시공 상세의 세 가지 설계 단계가 있습니다.설계 작업을 제대로 수행하려면 먼저 철저한 조사 작업, 즉 지형, 지질학, 수문학, 자본 등 지역의 자연 및 경제 조건을 완전히 이해하는 것이 필요합니다.이러한 상황을 마스터하고 분석해야만 설계의 정확성과 신뢰성을 보장할 수 있습니다.
소규모 수력 발전소의 구성 요소는 수력 발전소의 유형에 따라 다양한 형태가 있습니다.
3. 지형 조사
지형 측량 작업의 품질은 공학적 배치와 공학적 수량의 추정에 큰 영향을 미칩니다.
지질탐사(지질조건의 이해)는 유역과 하천의 지질에 대한 일반적인 이해와 연구와 더불어 전력의 안전에 직접적인 영향을 미치는 기계실의 기초가 견고한지 여부에 대한 이해도 필요하다. 역 자체.일정량의 저수시설이 파괴되면 수력발전소 자체에 피해를 줄 뿐만 아니라 하류에서 막대한 인명과 재산 피해를 입게 된다.
4. 수문학적 시험
수력 발전소의 경우 가장 중요한 수문학적 데이터는 하천 수위, 흐름, 침전물 함량, 결빙 조건, 기상 데이터 및 홍수 조사 데이터의 기록입니다.강의 흐름의 크기는 수력 발전소의 배수로 레이아웃에 영향을 미칩니다.홍수의 심각성을 과소평가하면 댐이 손상될 수 있습니다.강이 운반하는 퇴적물은 최악의 경우 저수지를 빠르게 채울 수 있습니다.예를 들어, 유입 수로로 인해 수로가 침사되고 거친 퇴적물이 터빈을 통과하여 터빈이 마모됩니다.따라서 수력발전소 건설에는 충분한 수문자료가 있어야 한다.
따라서 수력발전소 건설을 결정하기 전에 먼저 전력 공급 지역의 경제 발전 방향과 향후 전력 수요를 조사해야 합니다.동시에 개발 지역의 다른 전원 상황을 추정합니다.위의 상황을 조사하고 분석한 후에야 수력 발전소를 건설해야 하는지 여부와 규모를 얼마로 해야 할지 결정할 수 있습니다.
일반적으로 수력발전 측량업무의 목적은 수력발전소의 설계 및 건설에 필요한 정확하고 신뢰할 수 있는 기본정보를 제공하는 것이다.
5. 부지선정 일반조건
부지 선정을 위한 일반적인 조건은 다음의 네 가지 측면에서 설명할 수 있다.
(1) 선정된 부지는 가장 경제적인 방법으로 수자원을 이용할 수 있어야 하며, 발전소가 완공된 후 최소한의 비용으로 가장 많은 전력을 생산하는 비용절감 원칙을 준수해야 한다. .일반적으로 연간 발전 수익과 발전소 건설에 대한 투자를 추정하여 투자 자본을 회수할 수 있는 시간을 확인함으로써 측정할 수 있습니다.그러나 수문 및 지형 조건이 다른 곳에서 다르고 전력 수요도 다르기 때문에 건설 비용과 투자는 특정 값에 제한을 받아서는 안됩니다.
(2) 선정된 부지의 지형적, 지질학적, 수문학적 조건이 비교적 우월하고 설계 및 시공이 가능한 것이어야 한다.소규모 수력 발전소 건설에서 건축 자재의 사용은 가능한 한 "현지 자재"의 원칙에 따라야합니다.
(3) 선정된 부지는 송전설비의 투자와 전력손실을 줄이기 위하여 가능한 한 전력공급 및 처리지역에 근접하여야 한다.
(4) 부지 선정시 기존의 수력구조물을 최대한 활용하여야 한다.예를 들어, 물방울을 사용하여 관개 수로에 수력 발전소를 건설하거나 관개 저수지 옆에 수력 발전소를 건설하여 관개 흐름에서 전기를 생성하는 등의 작업을 수행할 수 있습니다.이러한 수력발전소는 물이 있어야 전기를 생산하는 원리를 충족할 수 있기 때문에 경제적 의미가 더욱 분명합니다.