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수차와 발전기 일체형 수중 터빈발전기
2007년 6월 1일 (금) 23:58:00 |   지면 발행 ( 2007년 5월호 - 전체 보기 )

중소수력발전 설비 계획은 댐으로 인해 환경에 영향을 주고, 방대한 토목비를 요하는 점에서 신규 개발은 줄어들고 있는 추세다.그러나 소수력발전 개발은 일반적으로 하천 유입식(자류식)과 저수댐식 이외에도 존재한다. 예를 들면 농업용수, 공업용수, 상하수도설비, 사방댐이라고 하는 저낙차의 수자원이 에너지로 변환되지 않은 채 버려지는 것이 현실이다. 최근들어 이렇게 이용되지 않는 포장수력에너지 활용이 유망시되고 있다.여기서는 히로시마현에 위치한 이무루공업주식회사에서 연구하고 있는 저낙차용 수중 터빈발전기의 개요 및 특징, 용도 등을 소개한다.수중 터빈발전기의 개요1. 특징수중 터빈발전기의 특징은 시리즈화 된 수차 및 유도발전기를 일체 구조화해, 필요에 따라 증속기로 연결시켰다. 유량 조절이 필요한 경우는 대수를 제어하든지 가변 블레이드 기능을 사용하여 대응하고 있다. 수중 운전을 위해 수차발전기용의 건물을 생략할 수 있는 등, 종래의 건설방식에 비해 많은 비용을 삭감할 수 있고, 설치 공사기간이 대폭으로 단축된다.일반적인 특징은 다음과 같다.· 형식은 유량과 유효낙차 등으로 단계적으로 시리즈화되어 있다.· 수중형이기 때문에 가옥이 불필요하다.· 저낙차(2.5m 이상)에서 발전할 수 있다.· 보조 기기류가 불필요하다.· 수중에서 운전하기 때문에 운전 소음이 적다.· 설치공간이 소규모로 현장에서 조정이 간편하다.· 프리패브 공법을 이용하여 설치 공사기간 단축이 가능하다.2. 기종 선정적용범위(개략치)는 이하와 같다.유효낙차 : 2.5∼20m유량 : 0.6∼12㎥/s설치 개수의 조건이 이 범위에 적합한 경우, 다음의 6기종에서 선정할 수 있다.① EL7556, ② EL7570, ③ EL 7587, ④ EL7600, ⑤ EL7620, ⑥ EL 7650

3. 설치 레이아웃설치 조건에 따라 다양한 타입의 기종 선정이 가능하다. 최대 특징으로는 댐의 유지방류 적용에는 사이펀 취수방식을 채용하여 토목설비를 개조하지 않아도 설치가 가능한 것과 설치비를 저감할 수 있는 것이다. 이 방식은 기동시에 진공 펌프와 사이펀 브레이커 밸브 등을 필요로 하지만 기동시에 펌프 운전으로 원주 안을 물로 채운 뒤에 수차로 운전하는 것도 가능하기 때문에 일본에서 적용이 가장 기대되고 있다. 연구개발
츄고쿠전력(주)과 공동연구로 유지보수 주기의 연장을 고려한 수차봉수부의 메커니컬실의 개발 및 환경을 고려한 전동가동날개를 개발하고 있다.1. 메커니컬실의 개발앞으로 유지보수 주기는 1회/년, 수중 터빈발전기를 끌어올려 점검을 실시할 필요가 있지만, 이번에 개발한 메커니컬실의 시험결과에 따라 침수가 감소해 유지보수 주기는 2배 이상의 연장이 계획된다.2. 전동가동날개 개발기존의 유량조정이 필요한 경우는 유압조작식 가변 블레이드 기능에 따라 대응하고 있지만 누유 등에 따라 조작유가 하천으로 유출될 우려가 있다.이것을 해소하기 위해 전동조작의 가동 날개를 개발중에 있다.상기 시험기 개발에 따라 수중 터빈발전기 적용범위가 확대되기 위해 저낙차 에너지 회수는 점점 향상될 것이다.앞으로는 더욱 비용 저감과 유지보수 간소화를 도모하기 위해 인버터 제어 시스템 개발을 계획하고 있다.

<Energy News>

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분류: 전기기술
2007년 5월호
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