초록

◦기후변화협약의 온실가스 감축압력과 화석에너지 고갈
에 능동적으로 대처하고, 우리나라 에너지 자급도 제고
를 위하여 조력에너지 실용화 기술을 개발하고 상용화
기반 구축을 목적으로 다음의 연구를 수행하였음
- 인천만 해역 해양특성조사 및 분석
- 인천만 조력발전 타당성 조사 및 기본계획수립
- 인천만 조력발전에 따른 환경변화 예측 연구
- 인천만 조력발전이 생태환경에 미치는 영향 연구

Abstract ▼

This study "Development of utilization technique for tidal current energy" is the national R&D program sponsored by the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs. The $1^{st}$ phase of the research program had been performed from the year 2001 to 2005 and the $2^{nd}$ ph

This study "Development of utilization technique for tidal current energy" is the national R&D program sponsored by the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs. The $1^{st}$ phase of the research program had been performed from the year 2001 to 2005 and the $2^{nd}$ phase of the research program has been performed from the year 2006 to 2011.

The major contents of the $1^{st}$ phase of the re.search program arc as follows :
1) Development of techniques for improving the efficiency of tidal current turbine
2) Field experiment of tidal current power generation with 10kW turbine (1,1m diameter, venical axis)
3) Field experiment of tidal current power genemtion with 40kW turbine (2,2m diameter, vertical axis)
4) Basic planning for tidal current power pilot plant at Uldolmok
5) Development of 500kW power converter for controling tidal current power system
6) Design of 1MW Uldolmok tidal current power pilot plant

The major contents of the $2^{nd}$ phase of the rescarch program are as follows :
1) Civil, mechanical and electrical works for the construction of 1MW Uldolmok tidal current power pilot plant
2) Development of techniques for improving the efficiency of tidal current power generating system
3) Development of structural health monitoring system for Uldolmok tidal current power pilot plant
4) Basic planning and feasibility study on the commercial plant for tidal current power generation at Udolmok and Jangjuk channel

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 조력에너지 실용화 기술개발최종보고서Ⅰ ... 2
• 제출문 ... 3
• 보고서요약서 ... 5
• 요약문 ... 8
• SUMMARY ... 18
• 목차 ... 30
• COMTENTS ... 38
• 그림목차 ... 42
• 표목차 ... 71
• 제1장 연구개발과제의개요 ... 87
• 제1절 무공해 청정자연에너지개발의 필요성 ... 88
• 1. 화석연료 공급의 한계 ... 88
• 2. 국내 에너지 소비현황 및 에너지수급의 문제점 ... 90
• 3. 기후변화협약의 동향과 지구환경 문제 ... 91
• 가. 지구 온난화와 온실가스 ... 91
• 나. 기후변화협약의 주요내용 ... 93
• 다. 우리나라의 에너지부문 대응정책 ... 93
• 라. 무공해 대체에너지 개발의 필요성 ... 94
• 5. 해양에너지 특성 ... 96
• 제2절 연구의 최종목표 및 주요 연구내용 ... 99
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 102
• 제1절 조력발전의 특성 ... 102
• 제2절 국외사례 ... 105
• 1. 프랑스의 조력발전 ... 107
• 2. 캐나다의 조력발전 ... 110
• 3. 러시아의 조력발전 ... 112
• 4. 중국의 조력발전 ... 114
• 5. 기타 국가의 조력발전 ... 118
• 제3절 국내사례 ... 122
• 1. 시화 조력발전 ... 124
• 2. 가로림 조력발전 ... 128
• 3. 강화 조력발전 ... 130
• 제3장 인천만 조력발전 기본계획 ... 134
• 제1절 개요 ... 134
• 제2절 기존자료 및 현지조사 검토 ... 135
• 1. 기상 자료 ... 135
• 가. 기상개요 ... 135
• 나. 천기일수 ... 136
• 다. 작업가능일수 산정 ... 136
• 라. 지진 ... 136
• 2. 입지여건 현황 ... 137
• 가. 지형 ... 137
• 나. 지질 ... 137
• 다. 생태현황 ... 139
• 3. 지형 및 수심측량 조사 ... 141
• 가. 지형측량 ... 141
• 나. 수심측량 ... 142
• 4. 지반 조사 ... 146
• 가. 기존지반조사 자료 ... 146
• 나. 남측조력댐 구역(추가 해상지반조사) ... 152
• 다. 건설재료원 부지(추가 육성지반조사) ... 155
• 5. 건설 재료원 조사 ... 157
• 가. 석산 및 토취장 ... 157
• 나. 모래(해사) 현황 ... 159
• 다. 레미콘 현황 ... 159
• 6. 어업권 조사 ... 160
• 7. 관련 상위계획 ... 163
• 가. 상위계획 ... 163
• 나. 지역관련계획 ... 164
• 다. 본 사업과의 관련계획 ... 165
• 라. 주요 연관 계획의 분석 ... 175
• 제3절 인천만 조력발전 방식, 연간발전량 및 적정시설 규모 검토 ... 177
• 1. 개요 ... 177
• 2. 조력발전 방식 ... 178
• 3. 조력발전용 수문 특성 평가 ... 183
• 가. 단면 수리모형실험 수행 결과 ... 183
• 4. 평면 수리모형실험 수행 결과 ... 194
• 5. 수차발전기 특성검토 ... 206
• 6. 연간발전량 산정 및 적정시설용량 결정 ... 210
• 가. 발전출력산정 수치모형 ... 210
• 나. 발전출력산정 및 적정 단위기 용량 선정 ... 217
• 7. 수문 특성변화 따른 연간발전량 재검토 ... 229
• 제4절 조력발전소 기본계획 ... 232
• 1. 개요 ... 232
• 2. 조력발전소 평면계획 ... 232
• 가. 개요 ... 232
• 나. 규모별 평면배치계획안 검토 ... 232
• 다. 주요 구조물 배치의 기본방향 ... 234
• 3. 설계기준 및 설계조건 ... 238
• 가. 설계조건 ... 238
• 4. 조력발전 구조물 기본계획 ... 243
• 가. 수차구조물 ... 243
• 나. 수문구조물 ... 248
• 다. 연결구조물 ... 251
• 라. 발전구조물 기초지반 보강공법 ... 253
• 5. 항만구조물 기본계획 ... 259
• 가. 조력댐 계획 ... 259
• 나. 가물막이 계획 ... 271
• 다. 통선문 계획 ... 278
• 라. 해수소통수문 계획 ... 280
• 마. 중량물 물양장 계획 ... 282
• 바. 굴착 및 준설계획 ... 284
• 사. 건설부지 조성 계획 ... 287
• 아. 조류서식지 개선방안 ... 291
• 6. 기계 및 전기설비 기본계획 ... 304
• 가. 기계설비 계획 ... 304
• 나. 전기설비 계획 ... 318
• 다. 제어 및 전자통신 설치 계획 ... 329
• 라. 주요설비 및 구조물 오염방지 기본계획 ... 334
• 마. 해양 생물 부착방지용 도료 검토 ... 338
• 7. 부대시설 기본계획 ... 340
• 가. 관리동 계획 ... 340
• 나. 부대시설 계획 ... 341
• 8. 종합개발 기본계획 ... 344
• 가. 친환경 종합개발계획 ... 344
• 나. 수산 증 · 양식 효과 검토 ... 354
• 다. 도서지역 연육화에 따른 교통량 추정 ... 364
• 9. 시공 및 공정계획 ... 372
• 가. 시공계획 ... 372
• 나. 건설공정계획 ... 388
• 10. 사업비 산정 및 년차별 투자계획 ... 390
• 가. 사업비 산정 ... 390
• 나. 년차별 투자계획 ... 395
• 11. 경제성 분석 ... 396
• 가. 개요 ... 396
• 나. 경제성 검토의주요 전제 ... 397
• 다. 경제적 타당성 검토 ... 401
• 제4장 인천만 조력발전에 따른 환경변화 예측 연구 ... 454
• 제1절 개요 ... 454
• 제2절 인천만 해양물리 및 수질 특성 조사 ... 455
• 1. 개요 ... 455
• 2. 조석 · 조류 관측 및 분석 ... 455
• 가. 조석 · 조류관측 ... 455
• 나. 표척관측 ... 456
• 다. 조석관측 결과 분석 ... 457
• 라. 조류 관측 및 분석 ... 471
• 3. 파랑 조사 및 분석 ... 482
• 가. 개요 ... 482
• 나. 파랑관측 및 분석 ... 482
• 다. 파랑변형 수치모형실험 ... 512
• 4. 해저퇴적물 및 부유퇴적물 조사 및 분석 ... 548
• 가. 개요 ... 548
• 나. 해저퇴적물 조사 및 분석 ... 548
• 다. 조간대 퇴적고 및 수리 · 퇴적현상 ... 564
• 라. 해저 경계층 수리 · 퇴적현상 ... 574
• 마. 부유퇴적물 단면이동 관측 및 분석 ... 590
• 5. 해저면 음파탐사 및 시추조사 ... 604
• 가. 개요 ... 604
• 나. 현장조사 및 자료분석 ... 604
• 다. 분석결과 ... 610
• 라. 요약 ... 627
• 6. 자동승강식 해양환경모니터링 부이(INBUS) 관측 결과 ... 628
• 가. 설치목적 및 필요성 ... 628
• 나. 설계 및 제작 ... 628
• 다. 부이안전성 검토 ... 635
• 라. 자료수집 통신망 및 웹사이트 구축 ... 636
• 마. INBUS 설치 및 유지보수 현황 ... 638
• 바. 관측결과 및 분석 ... 640
• 7. 경기만 해양수질 조사 결과 ... 665
• 가. 기존자료 수집 및 분석 ... 665
• 나. 경기만 수질 현장 조사 및 분석 ... 676
• 다. 경기만 해역 수질 현황 분석 ... 708
• 제3절 공간데이터베이스 구축 및 자료활용시스템 개발 ... 710
• 1. 개요 ... 710
• 가. 필요성 및 목적 ... 710
• 나. 업무분석 ... 710
• 2. GIS 기반 데이터베이스 구축 ... 714
• 가. 공간데이터 모델링 ... 714
• 나. 데이터베이스 구축 대상 ... 719
• 다. 데이터베이스 구축 방법 ... 720
• 라. 공간데이터베이스 구축결과 ... 730
• 3. 활용시스템 개발 ... 735
• 가. 시스템 설계 ... 735
• 나. 시스템 개발 및 구현 ... 740
• 4. 결론 ... 744
• 제4절 인천만 조력에너지 공간자료 활용시스템 사용매뉴얼 및 설치매뉴얼 ... 745
• 1. 사용매뉴얼 ... 745
• 2. 설치 매뉴얼 ... 795
• 가. 개요 ... 795
• 나. 시스템요구사양 ... 796
• 다. ArcGIS Engine RT10 for Windows 프로그램설치 ... 798
• 라. ArcGIS Engine RT10 Single Use 라이센스 인증하기 ... 800
• 마. ArcGIS Engine RT10 Single Use 라이센스 인증해제하기 ... 803
• 바. 인천만 조력에너지 공간자료 활용시스템 설치 ... 805
• 제5절 조력발전소 건설에 따른 환경변화 예측 수치모형 실험 ... 807
• 1. 개요 ... 807
• 2. FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model) ... 810
• 가. FVCOM 개요 ... 810
• 나. 지배방정식 ... 811
• 다. 모델수립 ... 816
• 라. 모델검증 ... 818
• 마. 모델결과 ... 821
• 3. MOHID(MOdele HIDrodinamico) ... 824
• 가. MOHID 개요 ... 824
• 나. 모델수립 ... 844
• 다. 모델 검증 ... 854
• 라. 조력발전소 실험 조건 ... 864
• 마. 실험 결과 ... 867