[소수력발전] 소수력발전의 원리와 장단점

소개글

[소수력발전] 소수력발전의 원리와 장단점에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 소수력발전이란?
2. 소수력발전의 필요성
3. 소수력발전의 원리 및 장단점
4. 소수력발전의 분류
1) 일반하천을 이용한 소수력
2) 기존 시설물을 이용한 소수력
3) 소수력 수차발전의 제어이론
4) 수도관로에서의 출력제어 방법
5) 각 종 밸브제어를 통한 수차출력특성 분석 결과
5. 소수력발전 기술개발 현황
6. 소수력발전 개발의 과제
1) 행정적 과제
2) 환경적 과제

참고자료

본문내용

㎾ 이하로 대부분 개발되고 있어 주로 유도발전기를 채용하고 있으며 유도발전기 제작기술은 베어링을 제외하고는 90% 이상이 국산화돼 있다. 국산 발전기는 외산에 비해 고정자 권선절연과 효율 등이 다소 미흡한 것으로 알려져 있다.
소수력 분야의 기술개발은 ① 국내 부존자원의 최대 활용과 소수력발전 기술 확보 ② 수차발전기 국산화 및 표준화로 보급 활성화 ③ 소수력발전 원천기술 확보를 기본방향으로 하고 소수력자원 조사 및 활용기술, 발전설비의 국산화 및 표준화기술, 계통보호 및 자동화 기술개발, 수차발전설비의 성능평가 및 현대화기술 등 핵심 4개 분야에 대해 단기, 중기, 장기의 3단계로 구분해 추진되고 있다.
1단계(단기 : 2008~2012년)는 핵심 4개의 분야에서 세계적인 선도 기술을 발굴하고 국내실정에 가장 적합한 기술로 개량하거나 원천핵심기술을 개발해 우선적으로 실용화하고 실증하는 기술력 상승을 목표로 한다.
2단계(중기 : 2013~2020년)는 1단계에서 개발 적용된 기술의 실용화 및 실증규모 연구를 촉진함과 더불어 개량·보완된 기술을 개발해 국외로 보급하는 등 보급활성화를 목표로 하고 있다.
3단계(장기 : 2021~2030년)는 단기 및 중기 기술개발을 통해 국내에 보급된 기술의 확대 보급과 함께 세계적으로 경쟁력 있는 핵심 요소기술을 발굴해 국가 전략기술로 발전시켜 세계시장으로 수출하는 소수력 안정화를 목표로 한다.
6. 소수력발전 개발의 과제
1) 행정적 과제
(1) 지방자치단체 소수력 개발 참여 제한
소수력 개발부존 자원이 다양하고 풍부함에도 지방자치단체의 소수력 개발이 활성화되지 못했던 이유는 산업자원부에서 지방자치단체의 소수력 개발참여를 제도적으로 제한하였기 때문이다. 그 후 민간영역에서 소수력 개발이 활성화되지 못했고, “소수력 개발 방안”을 제정하면서부터 지방자치단체의 소수력 개발 참여를 허용하여 향후 새로운 관심분야가 될 전망이다.
(2) 님비(NIMBY) 현상 심화
문민정부 출범과 더불어 주민의 집단이기주의 현상으로 1995년 이후 자연유하식 하천에 소수력 개발은 사실상 중단된 상태로 농업용저수지, 기존보 등을 이용한 일부의 소수력 개발만 이루어져 왔다.
(3) 공무원의 경영 마인드 부재
소수력 발전 사업이 경영수익사업으로서 공익성과 수익성을 동시에 창출할 수 있음에도 불구하고 공무원의 경영마인드 부재로 경영수익사업 대상 영역에 포함되지 못하였다.
(4) 인·허가기관의 과다한 구비서류 요구
소수력 개발 인허가 신청 시 법정 구비서류가 아님에도 불구하고, 님비현상으로 인한 주민의 집단 민원과 단체장 선거 시 주민표를 의식 100% 주민동의서 첨부를 요구하고 있다.
2) 환경적 과제
(1) 무공해 청정 대체 에너지에 대한 새로운 인식
소수력 에너지는 환경 비용을 추가한 발전단가가 화력, 원자력, 태양광, 풍력 발전에 비해 가장 저렴한 무공해 청정대체에너지로 환경적 편익이 큰 이점을 가지고 있다. 그럼에도 불구하고 소수력 발전 사업이 대수력과 같이 환경 파괴에 주범이라는 고정관념을 빨리 타파하고 무공해 청정 대체 에너지라는 새로운 인식의 전환이 필요하다.
(2) 환경친화적 소수력 개발
이미 개발된 소수력이 안고 환경적 문제점을 보완한 환경 친화적 소수력 개발이 중요하다. 환경친화적 소수력 개발을 위해서는 취수 보내어도 및 배사구 의무적 설치, 수로식 및 터널식 발전소의 경우 하천유지 용수량 의무적 방류시설설치가 필요하다. 이에 비하여 하수처리장, 상수도정수장, 농업용저수지, 농업용보, 다목적댐의 용수로 및 조정지, 발전소 취수보 및 냉각 방류수, 다목적 소형댐등 기존 시설물에 우선 부가 개발함으로써, 환경 친화적 소수력 개발이 가능하다 할 것이다.
(3) 무낙차 수차
기존의 소수력 발전 시스템은 유량과 낙차를 동시에 이용하는 방식으로 적합한 입지가 제한되어 있다는 단점이 있다. 물의 흐름은 그 자체가 에너지를 갖고 있으며, 이를 이용한 소수력 발전이 가능하다.
강폭이 좁은 지형을 지나는 흐름은 매우 빠른 속도를 지니며, 이 같은 흐름의 운동에너지 밀도는 에너지자원 중에서 가장 재생하기 알맞은 자원으로 간주된다. 물은 공기에 비하여 밀도가 매우 크기 때문에 낮은 유속으로도 많은 에너지를 생산할 수 있다. 예로써 물의 속도가 초당 2m/ sec일 경우, 단위면적당의 에너지는 4㎾/㎡이며, 3m/sec일 경우 13.5㎾/ ㎡이다. 바람으로부터 이와 동일한 에너지밀도를 얻기 위해서는 초당 18m/ sec∼28m/ sec의 풍속이 요구된다. 따라서 무낙차 소수력발전용 수차는 풍차에 비하여 매우 작은 크기로 풍차와 동일한 출력을 발생시킬 수 있다.
무낙차 소수력 발전용 수차의 가장 큰 장점은 다른 방식의 수력에너지 이용기술에 비하여 환경적인 영향을 최소화 할 수 있다는 것이다. 무낙차 소수력 발전용 수차는 댐을 필요로 하지 않고 흐름만을 이용하기 때문에 환경에 영향을 주지 않으며, 수차의 화전이 느리기 때문에 일반 하천에서의 물고기와 생물들에게 심각한 위험을 주지 않는 장점이 있다.
무낙차 소수력 발전 시스템을 국산화하여 일반 하천에서의 소수력 자원을 적극 개발하고, 환경 파괴에 대한 우려가 없는 청정한 에너지를 확보함으로써, 무낙차 소수력 발전이 미래 전력 수요에 대한 중요한 원천으로 21세기의 청정에너지 생산을 위한 신산업의 근간이 될 것으로 전망된다(소수력에너지 기술연구회, 2001).
참고자료
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산업자원부, 신재생에너지 발전차액지원제도 개선 및 RPS제도와 연계방안, 2006.
소수력 에너지 기술 연구회, 소수력 에너지 이용 기술 Road Map, 소수력 에너지 기술 연구회, 2001.
손희준 외, 지방재정론, 대영문화사, 2001.
이경배이은웅, 국개 소수력발전 기술개발 현황과 전망, 유체기체 연구개발 발표화 논문집, 2005.
이종수, 공공기관, 소수력발전 개발주도, 투데이에너지, 2009.
제주시, 제주하수처리장 대체에너지사업 타당성 조사, 2004.

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