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수력발전이란

일반현황

수력발전이란

원리 및 이용

수력발전 인공댐 사진
  • 수력발전이란 하천 또는 호소(湖沼) 등에서 물이 갖는 위치에너지를 수차를 이용하여 기계에너지로 변환하고 이것을 다시 전기에너지로 변환하는 발전방식 입니다.
    즉, 물이 떨어지는 힘으로 수차(水車)를 돌리면 수차의 축에 붙어있는 발전기가 돌아가게 되어 전기가 발생하는 것입니다. 이때의 발전기 출력은 낙차와 수량과의 곱에 비례하므로 수량은 지점별로 다르지만, 그 양이 연간 강수량에 비례하므로, 수차에 큰 낙차가 작용할 수 있도록 인공적으로 댐을 막기도 하고 수로(水路)를 바꾸기도 합니다.
P[kW] = 9.8 x Q[m /sec] x H[m ] x ζ, P : 理論水力, Q : 사용수량,  H : 유효낙차, ζ : 종합효율(수차효율 x 발전기효율)
  • 수력발전은 국내 부존자원인 물을 이용하여 전력을 생산하므로 무공해 청정에너지이며 발전연료 수입 대체효과, 양질의 전력공급에 기여하고 있다. 기동과 정지, 출력조정 시간이 원자력이나 화력 등 기타 전력설비에 비해 빨라 부하변동에 대한 속응성이 우수하므로 첨두부하를 담당하여 양질의 전력공급에 기여하고 있습니다.
  • 수력발전소는 외부의 전원없이 자체 기동이 가능하며 짧은 시간내에 전출력까지 송전할 수 있으므로 전지역 광역정전 또는 일부지역 정전시 인접한 계통으로 부터 수전이 불가능 하거나 수전에 30분 이상 소요될 때에는 정전된 지역내의 자체 기동 발전소를 가동하여 전력계통에 전력을 공급 합니다.
    이렇게 수력발전은 계통 속응성을 활용하여 원자력 및 석탄화력의 대용량기가 불시에 고장으로 계통탈락하는 등 계통사고시에 대비한 상시대기 예비력으로 운용되어 전력계통 공급신뢰도 향상에 기여하고 있습니다.

고려사항

댐의 합리적인 운영을 위해서는 “이수”와 “치수” 라는 2가지 측면을 고려해야 합니다.

고려사항

 

이수적 측면
댐저류량을 최대로 확보하고자 하면, 홍수 조절에 위험부담을 가중
치수적 측면
홍수조절을 원활하게 하기 위하여 예비방류, 제한수위 하향조정 등을 하게 되면 용수 이용 측면 에서 불리

‘이수’와 ‘치수’ 2가지 측면을 동시에 고려하여 최대한의 이익(최소한의 피해)를 도출하도록 댐을 운영 합니다.

다음에서 설명

댐 운영 (관리일원화)

  • 홍수조절(홍수관리 일원화) :

    국토부 한강홍수통제소의 통제에 따라 수행
  • 용수공급 (용수관리 일원화) :

    댐관리자, 물수요자 및 전문가로 구성된 한강수계 댐과 보 등의 연계운영협의회의 용수공급(생활용수, 공업용수, 농업용수, 하천유지용수, 발전용수)

홍수조절

홍수조절

 

기상학적 요인
1,245mm(74~03년 평균) 2/3가 하절기에 집중으로 홍수 발생 그 이외 기간에는 갈수 발생
지형학적 요인
국토의 70%가 산지로 급경사여서 홍수시 평탄한 유역에 비해 홍수도달이 짧아지고 첨두유출량이 증가하여 홍수피해 가중
운영 방안
상류유역에 저수지를 건설하여 홍수시 이를 저류하였다가 평상시 저류된 수량을 각종 용수로 사용

출처 : 수자원장기종합계획(’06~’20) 국토해양부

용수공급

용수공급

 

기상학적 요인
1인당 강수량은 세계평균의 11%에 불과하며 2/3가 우기(6월~9월)에 집중되어 여름에는 홍수, 겨울과 봄철에는 가뭄 발생
지형학적 요인
1년간 내린 강수총량은 1,240억톤이나 대부분 바다로 유실되고 실제로 이용되는 물은 이용가능량의 27%인 337억톤에 불과
운영 방안
홍수기말에 저장된 물을 다음 갈수기까지 가장 적절한 방법으로 분할 사용하는 것

용수공급내용

용수공급내용

 

댐하류 취수장에서 용수공급
화천, 춘천, 청평, 팔당
광역상수도 용수공급
팔당댐 상류에서 39.4㎥/초(연간 약 12.4억㎥)
용수공급
팔당댐 124톤/초

01 ~ ’13년 평균