• 제목/요약/키워드: 수력발전

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AR5 시나리오 기반 미래 아시아 수력 발전 가능량 전망 (Prediction of future potential hydropower in Asia based on AR5 climate scenarios)

  • 김선호;신홍준;김진훈;배덕효
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.70-70
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    • 2020
  • 기후변화 대응을 위해 파리기후협약에서는 온실가스 배출량 감축을 위한 구체적인 목표를 제시하였다. 에너지 분야는 온실가스가 가장 많이 배출되는 분야 중 하나이며, 온실가스 감축 방안으로 신재생 에너지에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히 수력에너지는 신재생 에너지 중 가장 현실적이고 많이 활용되는 에너지원으로 각광받고 있다. 아시아 지역은 개발도상국이 다수 위치하고 있고 미개발된 잠재 수력에너지가 풍부한 지역으로 국내 기업의 진출 가능성이 높은 지역이다. 수력에너지 개발을 위해서는 수력 발전 가능량 평가가 필수적이며, 수력 발전 가능량은 기후, 수문조건에 민감하게 반응하기 때문에 기후변화에 따른 수력 발전 가능량의 변동 가능성이 있다. 본 연구에서는 아시아 지역에 대한 AR5 기후변화 시나리오 기반 수력 발전 가능량을 전망하고 분석하고자 하였다. 수력 발전 가능량 산정을 위한 수문 자료 생성은 지표수문해석 모형 VIC (Variable Infiltration Capacity)를 이용하였으며, 모형 입력 자료로 APHRODITE (Asian Precipitation -Highly Resolved Observational Data Integration Towards Evaluation of water resources) 기상 자료, USGS (U.S. Geological Survey) 수치지형도, FAO (Food and Agriculture Organization) 토양도, NCC (Norwegian Climate Centre) NorESM 기후변화 시나리오를 활용하였다. 분석결과 수력 발전 가능량은 과거 및 미래 기간에 동남아시아, 남아시아 지역에 풍부한 것으로 나타났다. 동남아시아는 유출량이 풍부하며, 남아시아는 유역별 낙차가 크기 때문에 수력 발전 가능량이 풍부한 것으로 나타났다. 따라서 동남아시아 지역의 수력 발전 가능량이 남아시아에 비해 기후변화의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 또한 미래 기후변화로 인해 유출량의 변동 폭이 더욱 넓어져 발전 효율이 감소하는 것으로 나타나 수력발전의 안정성이 감소하였다. 본 연구는 아시아 지역의 수력 발전 가능량을 산정하고 특징을 분석하였다는 점에서 의미가 있다.

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조건부가치평가법을 이용한 수력발전의 환경가치 추정 연구 (Estimating the Environmental Benefit of the Hydropower using the Contingent Valuation Method)

  • 최한주;류문현
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.130-130
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    • 2015
  • 전력부문은 전력생산 및 공급과정에서 다양한 환경피해를 유발하는 등 사회적으로 많은 비용을 야기하고 있으나, 생산원가 위주의 현재의 전력가격 책정방식은 환경비용 등의 사회적비용을 제대로 반영하고 있지 못하고 있다. 이는 최적의 발전원구성 및 사회적으로 효율적인 전력공급의 장애 요인이 되고 있다. 주요 발전원에 대한 환경적 가치를 추정하기 위하여 본 연구는 주요 발전원의 전력생산을 수력발전으로 대체하는 것에 대한 지불의사액을 추정하였다. 조건부가치평가법을 적용한 결과, 원자력발전, 석탄화력발전, 가스화력발전 대비 수력발전은 상당히 높은 환경적 가치를 지니고 있는 것으로 나타났다. 따라서, 전력의 도매거래 시 수력발전의 친환경적 가치를 반영하여 향후 적절한 가격을 보장해야 할 필요가 있다.

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유한요소법을 이용한 종류별 콘크리트 댐의 변형 거동 해석 (Analysis on the Types of Concrete Dam Structures using Finite Element Method)

  • 이헌기;진기덕;김찬유;김동현
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2023년도 제67차 동계학술대회논문집 31권1호
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    • pp.289-291
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    • 2023
  • 다양한 신재생 에너지 발전 중에서 수력발전은 풍력발전과 더불어 탄소배출이 가장 적은 에너지 발전 중 하나이며, 정부의 "2050 탄소중립" 발표에 따라 근래 수력발전에 대한 관심이 증폭되고 있는 추세이다. 하지만 국내의 지리적 특성상 수력발전의 규모가 국외에 비해 소규모이며, 대규모 수력발전의 경우에도 설치가능지역이 고갈되어 다수의 소규모 수력 발전소 설치라는 방향성이 불가피한 현실이다. 이에 따라 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 소규모 수력발전에 가장 많이 사용되는 콘크리트 댐 형상에 대한 구조해석을 실시하고 정수압 하에서 각 콘크리트 댐의 변형 거동 및 안정성을 분석하였다.

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구조방정식모형을 이용한 기상재해가 수력발전을 통한 전력 생산에 미치는 영향 분석 (Investigating the Effects of Meteorological Disasters on Hydroelectric Power Generation Using a Structural Equation Modeling)

  • 김지영;변성호;유지영;김태웅
    • 대한토목학회논문집
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    • 제43권1호
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    • pp.33-41
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    • 2023
  • 최근 지구온난화로 인해 기후변화가 가속화되고, 극한 기상현상으로 인한 기상재해의 발생빈도와 강도 또한 증가하여, 날씨에 민감한 신재생에너지의 전력 생산에 대한 불확실성이 커지고 있다. 실제로 댐을 이용하는 수력발전소에서도 최근 기상재해로 인한 수력발전 피해가 다수 보고되고 있다. 본 연구에서는 충주댐 수력발전 실적 자료와 충주 기상관측소, 충주댐의 운영 자료를 바탕으로 기상재해의 월별 발생 횟수와 강도를 산정하여 구조방정식모형을 통해 가뭄과 홍수가 수력발전을 통한 전력 생산에 미치는 영향을 파악하였다. 이를 위해서는 충주댐 수력발전소 발전 실적 자료를 수집하고, 기상재해 관련 자료를 수집하였으며, 구조방정식모형을 통해 수력발전에 대한 기상재해의 영향을 분석하였다. 그 결과 가뭄 발생의 증가는 수력발전을 통한 전력 생산의 감소에 38.3 %의 영향이 있지만, 홍수 발생의 증가는 수력발전을 통한 전력 생산의 증가를 설명할 수 없었다. 미래에 가뭄 발생이 증가한다면 수력발전을 통한 전력 생산에 대한 영향 또한 커질 것이다.

선형계획법을 이용한 한강 수계 수력발전 댐 장기모형 구축 (Long-Term Operation Modeling for the Hydropower Reservoir in the Han River Basin Using Linear Programming)

  • 이은경;지정원;이재응
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.156-156
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    • 2015
  • 최근 화석연료의 사용으로 인한 지구온난화 등 환경파괴가 점점 증가하는 추세이며 이로 인해 신재생에너지 중 하나인 수력발전이 주목받고 있다. 수력발전은 물의 위치에너지를 기계에너지로 이를 다시 전기에너지로 변환하는 친환경적인 방식으로 운영된다. 수력발전량은 우리나라 전체 발전량의 1.5% 정도로 적은 양의 발전량을 생산하지만 가동시간이 짧아 전력수요가 급변하는 상황에 대비 가능하기 때문에 수력발전은 필수적이다. 기후변화의 영향으로 연평균강수량은 증가하는 양상을 보이나 연 강수일수는 줄어드는 등 수자원의 불확실성이 증가하고 있는 실정이다. 따라서 미래 불확실한 수자원 공급에 대비할 수 있는 수자원의 효율적 활용에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 하천의 유량이 계절에 따라 변동 폭이 크다는 점을 고려하며 월별 발전량을 최대화하기 위해 선형계획법을 적용하는 모형을 구축하였다. 선형계획법은 목적함수와 제약조건식 모두 1차식으로 비선형항을 포함할 수 없으나 초기 해가 불필요하고 최적해가 보장된다는 장점을 가진다. 일부 목적함수나 제약조건식에 비선형항이 포함되어 있을 경우 Successive Linear Programming(SLP), Piecewise Linear Programming(PLP), Taylor Expansion 등의 방법을 이용하여 선형화할 수 있다. 본 연구에서 비선형 제약조건은 Taylor Expansion을 이용하여 선형화하였으며 한강수계 9개 댐의 월간 발전량을 최대화시키는 장기 운영 모형을 구축하였다. 개발 환경은 Linux-CentOS이며 사용프로그램은 통계 분석에 많이 활용되는 R programming이다. R programming은 패키지를 이용한 개발이 용이하고 Windows 뿐만 아니라 Linux, Mac, Unix 등의 운영체제에서도 호환 가능하다는 장점이 있다.

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전력수요 분석과 예측을 통한 수력발전 전력거래가격 전망 전략 (Forecasting Strategy for Hydropower Power Market Price by Power Demand Analysis and Forecast)

  • 김기태;이경배;최인석;김종겸
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.656-657
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    • 2011
  • 산업사회의 급속한 발전과 생활수준 향상에 따라 전력수요 및 공급전망에 대한 인식이 점차 강조되고 있다. 에너지자원이 부족한 우리나라는 전체 에너지의 약 97%를 수입에 의존하고 있으므로 전력공급의 정확한 수요예측을 통해서 안정적, 경제적으로 전력을 공급해야 한다. 2001년 전력산업구조개편에 따라 전력시장은 발전부문만 시장에 참여하여 경쟁하는 발전경쟁체제로 발전사업자의 입찰량과 전력거래소의 전력수요 예측 결과를 이용하여 시간대별 전력시장가격을 결정하는 가격결정발전 계획을 수립하고 있다. 본 논문에서는 청정 녹색에너지로 피크시간대에 발전하여 주파수 조절을 담당함으로써 전력계통에 크게 기여하고 있는 수력 발전기의 최적 입찰 전략 및 수력발전 사업계획에 활용할 수 있는 전력거래가격 전망 전략을 제시하여 수력발전사업자의 수익 증대와 전력시장 가격 안정화에 기여하고자 한다.

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자유경쟁 시장 내에서 용담다목적댐 발전소의 최적 계약가능 공급량 평가 (Estimation of Optimal Hydro-Power Supply Amount of Yongdam Multipurpose Dam for the Contract on the Free-Competition Market)

  • 유주환
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제38권1호
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    • pp.25-35
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    • 2005
  • 요즘 다목적댐의 수력발전을 일으킬 수 있는 수자원은 용수공급이 증가함에 따라서 점점 감소하고 있는 형편이다. 한편 국내 수력 발전량의 거래가 다자간의 시장경제 체제로 형성될 경우, 수력에너지 생산자는 최적 공급량과 공급의 수문학적 신뢰도 수준을 제시해야 한다. 이에 본 연구에서는 금강 수계 내 위치한 용담다목적댐의 수력 발전소에서 공급가능한 발전량과 공급 신뢰도를 평가하기 위하여 저수지 조작 기법으로 선형계획법을 적용하였고 1차원 조사법을 이용하여 유입량의 신뢰도와 수력 발전 공급량의 최적치를 결정하였고 그 주요 결과를 제시하였다.

수력발전소 및 수처리 공정 제어

  • 김영규;백두현
    • 전기의세계
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    • 제44권11호
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    • pp.28-33
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    • 1995
  • 한국수자원공사에서는 수력발전에 의한 청정에너지(clean energy)와 맑고 풍부한 물을 공급하기 위하여 정성을 다하고 있으며 이에 필요한 수력발전 및 수처리 자동제어가 마치 전력계통 운용이론과 유사하여 소개하고져 한다.

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