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문제 정의
- 그러나 이러한 월별 저수량은 수열에너지를 활용하기 위해 용수를 사용한다면 다음 월의 댐 저수량에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 영향을 고려하지 못하기 때문에 실제 월별 댐 저수량에 기반하여 월별로 수열에너지를 최대로 회수할 수 있는 가능최대 수열에너지를 산정하였다. 본 연구에 적용된 댐 저수량은 WAMIS (http://www.
- 그렇다면, 식량생산이나 다른 인간생활에 에너지를 공급하는데 있어 국내 지표수를 가장 많이 담고 있는 댐에 내재되어 있는 수열에너지는 얼마나 많은 기여를 할 수 있을까? 라는 질문에서 본 연구는 시작하였다. 따라서, 본 연구의 목적은 댐의 월별 저수용량에 대한 수열에너지를 산정하여 가능최대 공급 수열에너지를 산정하는 것이다. 이를 위해서 4대강 수계에 위치한 댐들 가운데 저수용량이 가장 큰 댐에 대하여 월별 댐 저수량 및 댐의 수온과 대기온도의 차이를 바탕으로 월별 가능 최대 공급 수열에너지를 산정하였다.
- 국내 해수, 하천 수, 하수처리시설, 지하수열, 농업용 저수지에 대한 연구는 수행되었으나, 국내 지표수를 가장 많이 보유한 댐을 대상으로 한 수열에너지 연구는 없었다. 본 연구는 국내 최초로 댐을 대 상으로 수열에너지를 산정하여 댐이 보유한 수열에너지의 양과 특성을 분석했다는 것에 의미가 있다고 할 수 있다.
- 본 연구는 물-에너지 넥서스의 접근방법가운데 하나로 댐에 잠재되어 있는 월별 가능최대 수열에너지를 산정하였다. 수열에너지는 이미 오래전부터 연구되기 시작했으나 국내에는 연구가 활발히 이루어지지 않은 상태이다.
- 또한, 온도차를 대부분 히트펌프 열교환기의 출·입구의 온도차인 3~5 ℃를 적용했지만 본 연구에서는 가능최대 수열에너지를 산정하기 위해서 대기온도와 댐 수온의 온도차이를 적용하였다. 본 연구에서는 가능최대 수열에너지를 산정하기 위해서 실질적으로 댐의 유입과 방류로 인하여 댐에 저수되어 있는 월별 저수량을 사용하였다. 그러나 이러한 월별 저수량은 수열에너지를 활용하기 위해 용수를 사용한다면 다음 월의 댐 저수량에 영향을 미칠 수 있다.
- 국내 댐은 총 85개로 K-water, 한국수력원자력, 한국농어촌공사에서 관리하고 있다 (WAMIS). 본 연구에서는 댐 수원이 클수록 수열에너지량이 많아지는 것을 고려하여 국내 4대강 각 유역에서 가장 큰 저수용량을 가지는 다목적 댐들을 선택 하여 이 댐들이 가지는 수열에너지를 산정하였다 (Fig. 1). 저수용량은 유역별로 한강 유역은 소양강댐, 금강 유역은 대청댐, 영산강-섬진강 유역은 섬진강댐, 낙동강 유역은 안동댐이 가장 큰 것으로 나타나 이 댐들을 본 연구의 대상 댐으로 선정하였다 (Table 2).
- 본 연구에서는 실질적으로 사용할 수 있는 수열에너지를 산정한 것이 아니라 월별 댐 저수량에 대한 가능최대 수열에너지를 산정하였다. 따라서 에너지수요가 있는 곳의 특성에 맞추어 냉방 혹은 난방용 에너지를 공급에 대한 댐의 역할이 달라질 수 있으며, 가능최대 수열에너지는 저수량에 근거하였기 때문에 댐 운영에 따른 실질적인 에너지회수율에 비하여 과대산정된 값이며 히트펌프에 따라 이용가능 수열에너지의 양은 변할 수 있다.
- 그러나 히트펌프의 조건 및 성능에 따라 수열에너지의 양은 크게 달라질 수 있다. 이러한 히트펌프의 성능 및 조건은 달라질 수 있으므로 본 연구에서는 월별 댐 저수용량에 근거한 가능최대 수열에너지 산정에 초점을 맞추었다. 따라서, 월별 가능최대 수열에너지 양은 히트펌프를 사용하여 실질적으로 이용가능한 에너지양보다 훨씬 클 수 있다.
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