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현 수력 발전 원리     

1. 수력 및 소 수력 발전소

    장점 : 수력 및 소 수력 발전소의 가장 큰 장점은 친 환경적 재생 에너지라는 점입니다.

               수력 발전은 물을 사용하여 전기를 생산함으로 연료비가 전혀 들지 않고 대기 오염물질을 배출하지 않아

               지구온난화의 주요 원인인 이산화탄소를 줄일 수 있습니다.

    단점 : 물의 엄청난 압력 및 위치 에너지가 터빈에 1번만 통과하도록 하여, 가장 힘이 좋은 발전 터빈들이지만,

               초기 엄청난 건설 비용 및 여러 문제 (수몰 지역 주민 이주 등과 하류 지역과 갈등 등) 와  또한, 장소 고갈과

              경제성(발전소와 전기 사용 거리가 멀면 송 배전 투자 비용이 커지는 문제 등)이 없는 지역만 남아 있는 현실 입니다.

참고사항 :  수력이 발전 터빈을 1회 통과하면 "물의 압력"은 약해지고,  "물의 위치 에너지"는 동일하게 유지 됩니다. 

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 (댐 식)

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 (관로 수로 식)

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 (소 수력)

2. 수력 및 소 수력 발전 원리       

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      변압기                       

  발전기                 

  발전 터빈  

       배출구       

      배수 관로     

      상부 댐     

          하부 배출                       수 로      

        생산 전력 공급  

               철탑 타워 

수력 발전은 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동할 때

발생하는 위치에너지를 기계적 에너지(운동에너지)로

변환하고 이것을 다시 전기에너지로 변환하는 발전 방식입니다.
 

3. 수력 및 소 수력 발전 터빈 종류        

a. 프란시스 (Francis) 수차

    - 고도 차이  20-500m 댐에 물의 위치에너지 압력을  런너에 유입 시켜 반작용으로 동력을 발생하는 반동 수차로서,  

      낙차, 유량의 범위가 넓어 ​소형부터 대형 까지  많이 사용하는 수차 입니다.

    - 물이 가로 방향으로 수차에 유입되어 축 방향 직각으로 유출되기 때문에 물에 흐름이 직각으로 변화합니다.

    - 댐 건설 및 수로 공사 비용과, 구동 장치, 유량 조절 제어 장치 등이 구성되는  투자 비용이 큰 터빈 입니다.

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b. 펠톤 (Pelton) 수차

    - 물의 양은 적으나 고도 차이  200-2,000m 댐에 물의 위치에너지 압력을  배관을 통한 노즐(nozzle)로 부터 분출된 물이 

      수차의  스푼 버킷에 충동시켜 발전하는 충동형 수차입니다.

    - 물이 배관 라인과 노즐로 수차에 유입되어 하부로 유출되기 때문에 물의 흐름이 직각으로 변화합니다.

    - 댐 건설 비용과 배관 라인과  구동 장치, 유량 조절 제어 장치 등이 구성되는  투자 비용이 큰 터빈 입니다.

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c. 카플란 (Kaplan) 수차

    - 저 낙차 반동 수차로서,  프랜시스수차와 비슷한 구조로서 선박의 추진기(프로펠러)와 같은 형태를 취하고 안내 날개와 함께

      수차 날개의 기울기도 변경 시킬 수가 있어 량이 많고 낙차의 변화가 큰 경우에도 안정적으로 사용이 가능합니다.

    - 물이 가로 방향으로 수차에 유입되어 축 방향 직각으로 유출되기 때문에 물의 흐름이 직각으로 변화합니다. 

    - 댐 건설 및 수로 공사 비용과, 구동 장치, 유량 조절 제어 장치 등이 구성되는  투자 비용이 큰 터빈 입니다.

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 국내 조류 발전 동향    KISTEP (한국 과학 기술기획 평가원) 자료 

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