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회사소개 Green 에너지사업 전력사업 스마트네트워킹 R&D 사업실적 고객지원
Asian Power & Enegy Corp
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Green 에너지사업
Green 에너지사업 > 소수력발전
소수력 발전이란?
소수력발전은 물의 낙하차를 이용한 시설용량 10,000kW 이하의 수력발전을 말하며, 국내 보급현황은 '82년 이후 정부의 지원으로 현재까지 30여개의 지역에(용량 약 43,000kW) 설치되었고 연간 전력생산량은 약 1억 kWh에 달한다.
소수력발전은 전력생산외에 농업용 저수지, 농업용 보, 하수처리장, 정수장, 다목적댐의 용수로 등에도 적용할 수 있는 점을 감안할때 국내의 개발잠재량은 풍부하며, 청정자원으로서 개발할 가치가 큰 부존자원으로 평가 받고 있다.
수력발전의 원리 및 구조
댐 취수구 수로
수압관로
수차발전기
제어시스템
변압기
한전계통선
수요자
종류 : 설비용량, 낙차, 발전방식에 따라 분류
소수력의 가장 중요한 설비는 수차(Turbine)이며, 설비별 특징은 다음과 같음
수차 수차의 종류 특징
충동수차 펠턴(Pelton)수차
터고(Turgo)수차
오스버그(Ossberger)수차
- 수차가 물에 완전히 잠기지 않음
- 물은 수차의 일부 방향에서 공급, 운동에너지만을 전환
반동수차 프란시스(Francis)수차 - 중저낙차에 이용가능하며 가장 널리 사용
프로펠러수차 카플란(Kaplan)수차
튜블러(Tubular)수차
벌브(Bulb)수차
림(Rim)수차
- 수차의 축방향에서 물이 공급
- 저낙차 고유량 조건에 적합
소수력발전은 하천이나 저수지의 물을 낙차에 의한 위치에너지를 이용하여 수차의 회전력을 발생시키고, 수차와 직격되어 있는 발전기에 의해서 전기에너지를 생산하는 방식으로 설비용량, 낙차 및 발전방식에 따라 분류
소수력 분류 비고
설비용량 Micro hydropower
Mini hydropower
Small hydropower
100kW 미만
100~1,000kW
1,000~10,000kW
국내의 경우 대부분 토건비 부담으로 터널식보다 경제성이 있는 기존에 설치되어 있는 댐식을 주로 이용
낙차 저낙착(Low head)
중낙차(Mdedium head)
고낙차(High head)
2~20m
20~150m
150m 이상
발전방식 수로식(run-of river type) 하천경사가 급한 중.상류지역
댐식(Storage type) 하천경사가 작고 유량이 큰 지점
터널식(Tunnel type) - 댐식과 수로식을 혼합한 방식으로 지혀앙 지하 터널로
  수로를 만들어 큰 낙차를 얻을 수 있는 곳
- 하천의 형태가 오메가(Ω) 인 지점
국내 소수력발전 현황
- 국내의 소수력발전소는 1982년 이래 70개 지역에서 운영중이며, 2009년말 기준 총 발전 용량은 93,732kW 입니다.
  (2009년 국내연간 전력 총 생산량은 약 77,692,749kW)
- 4대강살리기사업이 완료되는 2011년 말에는 16개 수수력발전소가 추가되며 발전용량 50,756kW가 증가될 예정입니다.
No 구분 설비용량(kW) 점유율(%)
1 K-water(79개소) 71,000 37.8
2 발전회사(22개소) 37,000 20
3 KHNP(13개소) 11,250 6
4 기타(121개소) 68,638 36.2
합계 237개소 187,888 100
국내현황
- 신.재생에너지 의무할당제(RPS)로 수력개발 필요성이 증폭되면서 농업용 저수지, 하수처리장, 수도관로, 하수종말처리장, 화력발전소의 냉각수 등을 이용한 소수력개발이
  활발하게 추진
- 수차 기술개발은 수수력 분야의 경우 정부의 기술개발 지원 및 제작사의 노력으로 활동요가 높은 카플란수차, 튜블러 수차, 프란시스 수차는 국산화가 완료되어 현재 상용화
  단계
- 수차 및 관련 요수 부품을 국산화 개발하기 위해 대양전기, (주)일진전기, 효성에바라, 신한정공 등에서 외국업체와의 기술제휴로 기술개발에 참여
각 단계별 개발목표
No 단기 중기 장기
단계 1단계(2012년까지) 2단계(2020년까지) 3단계(2030년까지)
개발목표 기술력 상승 보급 활성화 안전화
1단계
4개의 대분야를 중심으로 세계적인 선도기술을 발굴하고 국내실적에 가장 적합한 기술로 개량하거나 원천핵심기술을 발굴, 개발
2단계
1단계에서 개발 적용된 기술의 실용화 및 실증규모 연구를 촉진함과 더불어 개량,보완된 기술을 개발하여 개발기술의 기술경쟁력을 국외로 보급할 수 있는 보급 활성화 추진
3단계
단기 및 중기 기술개발을 통해 국내에 보급된 기술의 확대 보급과 더불어 세계적으로 경쟁력 있는 핵심 요소기술을 발굴하여 국가 전략기술로 발전시켜 세계시장으로 수출하는 소수력 안정화 추구
국내 보급현황
연도별 설치현황(대수력 포함)
구분 ~'04 '05 '06 '07 '08 '09 '10 '11 '12 '13 '14 '15
설치용량
(kW)
1,579,144 4,774 5,010 9,120 5,680 13,433 5,520 96,619 27,700 7,508 14,356 2,718 1,771,582
※자료 : 2015년 신.재생에너지 보급통계(한국에너지공단 신.재생에너지센터/2016.11)
연도별 수력 발전량(대수력 포함)
구분 '04 '05 '06 '07 '08 '09 '10 '11 '12 '13 '14 '15
발전량
(GWh/년)
4,329 4,774 5,010 9,120 5,680 13,433 5,520 96,619 27,700 7,508 14,356 2,718
※자료 : 2015년 신.재생에너지 보급통계(한국에너지공단 신.재생에너지센터/2016.11)
※'03년 부터 수력에 대수력 포함
국내 소수력발전 시장 전망
1. 환경적 이점
한국의 평균 강수량 1,250mm 정도로, 이는 소수력 발전으로 연간 약 1,500MW의 전력을 생산살 수 있는 유량에 해당됩니다. 현재 국내 소수력 시설용량 93,732kW로 부존 잠재량의 약 6.25%에 불과하여 개발의 여지가 많이 남아 있습니다.
2. 시설지점의 다양성
소수력 개발이 가능한 곳은 유효저수량 200만 톤에 유역면적 15㎢ 이상의 농업용 저수지, 20,000톤/일 이상의 하수종말 처리장, 시설용량 50,000톤/일 이상의 정수장, 높이가 2m이상인 농업용 보 등으로, 미활용 수소력 자원을 이용할 수 있는 설치지점은 매우 다양합니다.
3. 저탄소 녹색성장 전략에 따른 정부 지원 강화
정부지원으로 인한 신재생에너지사업에 대한 투자가 꾸준히 늘어날 전망으로, 금년부터 향후 4~5년간 소수력발전사업의 시장규모는 급격히 증가할 것으로 예상됩니다.
국내 소수력발전에너지 보급잠재량
No. 운영기관 설치장소 잠재량 비고
1 일반하천 120 1,412,500
2 하수처리장 63 5,300 사용률 70~80%
3 정수장 58 2,500 사용률 90%
4 농업용 저수지 163 48,000 3,000,000 이상
5 농업용댐 18,252 5,000 사용률 40%
6 다목적 댐의 용수로 6 6,744 사용률 60%
7 양수발전소 하부댐 이용
화력발전소 냉각수 이용
25~30 19,956
합계 1,500,000
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