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경북 북부지역 소수력발전 자원조사에 관한 연구
Research on the Resources Investigations of Small Hydropower Generation in Northern Gyeong-Buk Area 원문보기

大韓土木學會論文集, Journal of the Korean Society of Civil Engineers, B. 수공학, 해안 및 항만공학, 환경 및 생태공학, v.31 no.5B, 2011년, pp.459 - 466  

김정헌 (동양대학교 철도토목학과) ,  김동현 (동양대학교 철도토목학과) ,  황종규 (동양대학교 행정경찰학부) ,  김성원 (동양대학교 철도토목학과)

초록
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본 연구에서는 경상북도 북부지역 5개 지점의 소수력발전 후보지점에 대한 소수력발전 자원조사를 실시하였다. 소수력발전 자원조사는 각각 평 갈수기, 및 홍수기에 유량조사, 수위-유량관계곡선식의 유도, 유량지속곡선의 작성, 발전용량의 산정 및 경제성분석 등으로 구성되었다. 본 연구를 통하여 경상북도 북부지역의 최적 소수력 발전지점 선정을 위한 기초자료를 제시하였으며, 경상북도 예천군 형호리와 경상북도 영주시 문수면 권선리 후보지가 가장 경제성이 높은 것으로 분석되었다. 그러나 소수력발전소 후보지점중 설비용량 500 kW 이하의 경우 개발시 소용량으로 인해 개발효과가 없을 것으로 판단되며, 설비용량 500 kW 이상인 최적 개발 후보지는 경상북도 영양군 입암면 후보지 1개소인 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the resources investigations of small hydropower generation were carried out for the five proposed sites in northern Gyeong-buk area. They consisted of the discharge measurements, rating-curve, flow duration curves, electricity generation, and economic analysis, respectively. The basi...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구에서는 경상북도 북부지역 5개 소수력발전 후보지점에 대한 평·갈수기 및 홍수기의 유량측정을 통하여 수위-유량관계곡선식의 유도 및 유량지속곡선의 작성 등의 목적을 달성하기 위하여, 5개 지점을 대상으로 현지조사 및 자료수집, 측량작업, 유량측정 등을 실시하였으며 그 결과치를 이용하여 발전용량을 산정하였다.
  • 본 연구에서는 경상북도 북부지역 5개 지점의 소수력발전 후보지점에 대한 평ㆍ갈수기 및 홍수기의 유량측정을 통하여 수위-유량관계곡선식의 유도 등의 목적을 달성하기 위하여, 5개 지점을 대상으로 현지조사 및 자료수집, 측량작업, 유량측정 등을 실시하였으며 그 결과치를 이용하여 발전용량을 산정하였다.
  • 그럼에도 불구하고 국제 기후변화협약에서 요구하는 온실가스 배출 감축과 배출권 확보의 필요성 때문에 신재생에너지 발전은 세계 각국에서 선택이 불가피하다. 본 연구에서는 경상북도 북부지역의 소수력발전 후보지점에 대한 타당성 조사 및 분석을 수행하였다. 소수력발전 후보지점은 경상북도 북부지역내의 총 25개 지점을 선정하여 현장답사 하였으며, 현장답사 시점의 유량, 계절적 유량, 계통연계성, 도로 접근성, 보 설치에 따른 상류지역 민원 및 군부대 등을 고려하여 총 5개 지점을 선정하고 소수력발전소 후보지에 대한 타당성분석을 수행하였다.
  • 본 연구에서는 평ㆍ갈수기‚ 및 홍수기의 유량관측을 통하여 수위-유량관계곡선식의 유도 등의 목적을 달성하기 위하여 2009년 3월부터 2010년 9월까지 5개 지점을 대상으로 현지조사 및 자료수집, 측량작업, 유량관측 등을 실시하였다. 본 연구에서는 관측소별로 최적 수위-유량관계곡선식을 개발하였다. 금회 개발된 곡선식은 측정수위와 유량자료에 의해서 유도된 곡선식 이므로 제한된 수위 이상에서 수위-유량관계곡선식의 사용은 원칙적으로 피하는 것이 좋으며, 불가피하게 수위-유량관계곡선을 연장하여 사용할 경우에는 신중한 검사가 선행되어야 할 것이다.
  • 본 연구에서는 평ㆍ갈수기‚ 및 홍수기의 유량관측을 통하여 수위-유량관계곡선식의 유도 등의 목적을 달성하기 위하여 2009년 3월부터 2010년 9월까지 5개 지점을 대상으로 현지조사 및 자료수집, 측량작업, 유량관측 등을 실시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
대수력발전과 비교했을 때 소수력의 장점은 무엇인가? 소수력(Small hydropower)발전은 대수력발전에 비해 친환경적이고 장기적인 수명과 다른 자원을 사용하는 발전소들보다 더 효율적이며 복원 가능성이 크고 화력, 원자력 등의 오염유발 에너지 자원을 대신한다. 식수공급체계와 관개프로젝트에 있어서 더 높은 효율과 양질로서 미니 소수력개발에 더 많은 기회를 제공하고 있다.
소수력발전의 기본 원리는 무엇인가? 소수력발전은 그 형식에 따라 약간의 차이는 있으나, 기본적인 원리는 높은 곳에 있는 물을 아래로 흘러 떨어지는 힘, 즉 물의 고저차(낙차)에 의한 위치에너지로 수차의 회전력을 발생시키고 수차와 직결되어 있는 발전기에 의해서 전기에너지를 생성하는 발전방식으로써 수차를 회전시키는 물의 수량이 많을수록 물이 떨어지는 낙차가 클수록 발전 가능량 즉, 시설용량이 커지고 전력 생산량도 그 만큼 많아진다. 물이 위치에너지에서 전기에너지로 변화되는 소수력 발전능력의 유도식은 통상 다음 식 (1)과 같이 나타낼 수 있다.
소수력발전소의 경제성 평가 체계는 무엇인가? 소수력발전소의 경제성 평가의 체계는 크게 두 가지로 나누어 볼 수 있다. 우선 먼저 발전설비 설치지역의 유량 특성과 부하를 고려한 발전량이 계산되어야 하며, 다음으로 투자비, 유지보수비 등의 비용과 전력판매(또는 에너지 절감)를 통한 수익을 반영한 현금흐름을 산출하는 과정이다. 다음 그림 5는 소수력발전 경제성분석 요소와 체계를 보여주고 있다(산업자원부, 2006).
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참고문헌 (24)

  1. 강원대학교(2009) 강원지역 신재생에너지 자원조사 및 활용방안 연구용역 소수력 최종 보고서, 풍력발전시스템 연구센터, pp. 1-128. 

  2. 권영한, 김지영, 노태호, 전동준(2006) 소수력 발전소 개발사업의 환경적 고찰, 한국환경정책평가연구원, pp. 3-29. 

  3. 김동식, 홍원화(2005) 하수처리장 소수력 발전소 건설 타당성분석에 관한 연구, 대한건축학회 논문집, 대한건축학회, 제21권, 제5호, pp. 225-230. 

  4. 김정헌, 김동현, 김성원(2011a) 경북북부지역 소수력 재생에너지 자원조사 1. 유량측정, 한국수자원학회 학술발표회 논문집, 한국수자원학회. 

  5. 김정헌, 황종규, 김성원(2011b) 경북북부지역 소수력 재생에너지 자원조사 2. 경제성분석, 한국수자원학회 학술발표회 논문집, 한국수자원학회. 

  6. 김종민, 김기영(2008) 신재생에너지 발전(태양광, 풍력, 소수력, 바이오가스)의 경제성분석 연구, 한국태양에너지학회 논문집, 한국태양에너지학회, 제28권, 제6호, pp. 70-77. 

  7. 나동훈, 이승환(2010) 구미하수처리장 방류구에서의 소수력발전 설치 및 운영에 관한 연구, 대한상하수도학회 논문집, 대한상하수도학회, 제24권, 제2호, pp. 173-181. 

  8. 남광현(2002) 신천하수종말처리시설 소수력발전 적용 검토, 대구경북개발연구원, pp. 37-55. 

  9. 동양대학교(2010) 경북북부지역 신재생에너지 자원조사 및 활용방안, 산학협력단, pp. 1-118. 

  10. 문일성(2005) 서귀포시 동부하수처리장 방류수를 이용한 소수력발전, 석사학위논문, 제주대학교 대학원, pp. 18-31. 

  11. 박완순(2003) 소수력발전소의 성능예측 기법에 관한 연구, 박사학위논문, 공주대학교 대학원, pp. 31-76. 

  12. 박완순(2004) 기존구조물을 이용한 소수력개발 사례, 태양에너지, 제3권, 제4호, pp. 29-33. 

  13. 박완순, 이철형(2007) 소수력발전입지의 수문학적 성능특성, 한국태양에너지학회논문집, 한국태양에너지학회, 제27권, 제3호, pp. 135-142. 

  14. 박완순, 이철형, 심명필(1994) 소수력발전소의 수문학적 성능특성 분석, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제14권, 제5호, pp. 1159-1166. 

  15. 박완순, 이철형, 심명필(1997) 국내 소수력발전입지의 개발타당성 분석, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제17권, 제II-3호, pp. 197-205. 

  16. 박완순, 이철형, 정상만(1998) 소수력발전소의 건설 타당성분석기법, 태양에너지, 제18권, 제3호, pp. 153-158. 

  17. 산업자원부(2006) 환경친화적 소수력자원조사 및 활용기술 개발, pp. 4-19. 

  18. 울산광역시(2000) 소수력발전 타당성조사 연구, pp. 6-34. 

  19. 윤용남(2005) 공업수문학, 청문각. 

  20. 이철형(2004) 국내외 소수력발전 개발동향, 태양에너지, 제3권, 제4호, pp. 3-10. 

  21. 이철형, 박완순, 신동렬, 정헌생(1989) 소수력발전소의 성능해석에 관한 연구, 한국동력자원연구소, 제11권, 제4호, pp. 133-145. 

  22. 조은주(2006) 신천하수종말처리장에 도입한 소수력 발전소의 경제성 분석에 관한 연구, 석사학위논문, 경북대학교 대학원, pp. 27-63. 

  23. 한국에너지기술연구원(2006) 소수력발전 건설 타당성조사 기본계획 연구보고서, pp. 1-65. 

  24. Kim, J.H., Kim, D.H., and Kim, S.(2010) Research on the Small Hydropower Renewable Energy in Northern Gyeong-Buk Area, Dongyang Hydrologic Paper, No. 1, Department of Railroad and Civil Engineering, Dongyang University, Yeongju, Republic of Korea. (In Korean). 

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