A Study on the Optimum Design Flowrate for Tunnel-Type Small Hydro-Power Plants

터널식 소수력 발전소의 최적 설계유량에 관한 연구

This study represents the methodology for feasibility analysis of small hydro power plants. Cumulative density function of Weibull distribution and Thi-essen method were adopted to beside flow duration curve at candidate sites. The performance prediction model and construction cost estimation model for tunnel-type small hydro power plants were developed. Eight candidate sites existing on Han river selected and surveyed for actual sites reconnaissance. The performance characteristics and economical feasibility for these sites were analyzed by using developed models. As a result, it was found that the optimum design flowrates with the lowest unit generation cost for tunnel-type small hydro power plants were the flowrate concerning with between 20 % and 30 % of time ratio on the flow duration curve. Additionally, primary design specifications such as design flowrate, effective head, capacity, annual average load factor, annual electricity production were estimated and discussed for surveyed sites.

본 연구는 터널식 소수력 발전소의 타당성 검토 기법에 관한 것으로 개발 후보지의 유량지속곡선을 작성하기 위해서 Weibull분포의 누적밀도함수와 Thiessen법을 채택하였고, 터널식 소수력 발전소의 성능예측 모델과 건설비 산정 모델이 개발되었다. 또한 한강 수계에 산재한 8개소의 개발후보지를 선정, 실측하여 이들을 대상으로 성능 특성 및 경제적 타당성을 분석하였다. 분석 결과, 터널식 소수력 발전소의 경우 발전단가를 가장 낮게 하여 주는 최적 설계유량은 유량지속곡선상의 시간비가 20%에서 30%사이에 해당하는 유량이라는 것이 밝혀졌다. 또한 개발 후보지의 설계유량, 유효낙차, 설비용량, 년평균 가동율, 년간 전기 생산량 등과 같은 초기설계제원이 산정되었다.