수력발전

1.. 1.. 1.. 수력발전

물이 가지고 있는 위치 에너지를 운동 에너지로 변환시켜 전기를 생산하는 발전방식.
기원전 수세기 전부터 사람들은 과학적으로 물의 힘을 이용하여 곡물의 탈곡·제분 또는 양수용 동력으로 사용해왔다. 그러나 수력을 이용한 발전은 전구(電球)·발전기 등이 발명된 19세기 후반 이후부터 가능해졌으며, 최초의 수력발전소는 1878년 프랑스 파리 근교에 세워졌다. 초기에는 오늘날에도 볼 수 있는 물레방아와 비슷한 모양의 수차(water mill, water wheel)가 원동기로 사용되었고, 수력발전에 이용되기 시작할 무렵에는 좀더 개량된 수력 터빈이 고안되었다. 기술의 진보에 따라 에너지 변환효율이 크게 향상되었고, 낙차와 수량의 이용범위가 대폭 증가했으며 거대한 규모의 댐과 발전소가 출현했다. 수력발전은 자연조건을 이용하는 것이므로 낙차와 수량의 크기에 따라 발전소 크기는 물론 형태도 다양하다. 특히 한국에서는 최대출력 3,000kW 이하의 것을 소수력으로 구분한다.

2.. 수력 에너지와 발전력

물의 위치 에너지로부터 얻을 수 있는 동력의 크기는 물의 중량과 떨어지는 높이의 곱에 비례하며, 다음과 같이 표시된다. 즉 단위 시간당 수차에 사용되는 수량을 Q(㎥/sec), 낙차를 H(m), 물의 밀도를 γ(㎏/㎥)라고 하면 기계적인 동력 Pm=γ·Q·H(㎏·㎧)가 된다. 이 동력이 수차발전기의 입력으로 작용되며, 수차발전기의 효율(장치의 능률을 의미하며 입력의 크기에 대한 출력의 비)을 η라 하면 발전기의 전기 출력 Pe={(γ·Q·H)/102}×η(kW)가 된다. 그러나 물의 …