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국 문 초 록

250kW급 초소수력발전의
설계 및 성능분석에 관한 연구

심 윤 성
지도교수 : 정 병 호
전기공학과
남부대학교 일반대학원

소수력발전의 장점으로는 대수력발전에 비해 환경이용률이 높고 연유지비가 전체 투자비의 3.6% 수준으로 상대적으로 낮은 편이며 설계 및 시공기간이 짧고, 주변 환경을 이용하기 용이하다는 장점이 있다. 그러나 타 발전설비에 비해 초기투자비용이 높고, 자연낙차가 큰 소수력발전 입지가 제한되어 있기 때문에 설치장소가 희소하다는 단점이 있다. 최근, 환경시설인 정수장, 하수처리시설 등에 초소수력발전시스템을 적용하는 사례가 늘고 있다. 이러한 환경시설은 기존 목적이용물의 상태에서 일부의 설비변경만으로 초소수력발전을 설치할 수 있으며 안정적인 유량확보로 시스템 가동율이 하천의 40～50%에 비해 두 배 이상인 90%이상에 달하고 발전량도 그에 상당한 수준으로 의미 있는 발전설비로 각광받고 있다.
이러한 추세에 따라, 본 논문에서는 250kW급 초소수력발전시스템의 설계와 그에 따른 성능분석에 관한 연구를 수행했다. 기존의 초소수력 발전시스템이 주로 강이나 하천에 국한되어 설치됨에 따라 계절적 특성에 따른 가변적인 유량 확보구조와 과도한 초기설치비용 등으로 인하여 경제성 확보에 어려움이 있어 활성화 되지 못하고 있는 실정이다. 광역시 단위의 정수장에 설치된 초소수력발전의 사례를 통한 ...

국 문 초 록

250kW급 초소수력발전의
설계 및 성능분석에 관한 연구

심 윤 성
지도교수 : 정 병 호
전기공학과
남부대학교 일반대학원

소수력발전의 장점으로는 대수력발전에 비해 환경이용률이 높고 연유지비가 전체 투자비의 3.6% 수준으로 상대적으로 낮은 편이며 설계 및 시공기간이 짧고, 주변 환경을 이용하기 용이하다는 장점이 있다. 그러나 타 발전설비에 비해 초기투자비용이 높고, 자연낙차가 큰 소수력발전 입지가 제한되어 있기 때문에 설치장소가 희소하다는 단점이 있다. 최근, 환경시설인 정수장, 하수처리시설 등에 초소수력발전시스템을 적용하는 사례가 늘고 있다. 이러한 환경시설은 기존 목적이용물의 상태에서 일부의 설비변경만으로 초소수력발전을 설치할 수 있으며 안정적인 유량확보로 시스템 가동율이 하천의 40～50%에 비해 두 배 이상인 90%이상에 달하고 발전량도 그에 상당한 수준으로 의미 있는 발전설비로 각광받고 있다.
이러한 추세에 따라, 본 논문에서는 250kW급 초소수력발전시스템의 설계와 그에 따른 성능분석에 관한 연구를 수행했다. 기존의 초소수력 발전시스템이 주로 강이나 하천에 국한되어 설치됨에 따라 계절적 특성에 따른 가변적인 유량 확보구조와 과도한 초기설치비용 등으로 인하여 경제성 확보에 어려움이 있어 활성화 되지 못하고 있는 실정이다. 광역시 단위의 정수장에 설치된 초소수력발전의 사례를 통한 시뮬레이션의 수행을 통한 설계방법의 효율화와 실증시스템의 성능평가를 통해 초소수력 발전시스템의 성능분석을 수행하고, 운전특성을 분석함으로서 성능분석을 위한 지표를 제시하였다. 또한 실증실험을 통해 낙차와 유량에 따른 출력 관계와 종합효율 등을 실효화하여 수력 및 동적 성능특성을 파악하고 발전데이터를 제공함으로서 이를 활용한 초소수력발전의 확대보급과 발전에 기여하고자 한다.