KR101870176B1 - 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법 - Google Patents

보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101870176B1
KR101870176B1 KR1020170101275A KR20170101275A KR101870176B1 KR 101870176 B1 KR101870176 B1 KR 101870176B1 KR 1020170101275 A KR1020170101275 A KR 1020170101275A KR 20170101275 A KR20170101275 A KR 20170101275A KR 101870176 B1 KR101870176 B1 KR 101870176B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
waterway
river
installing
channel
Prior art date
Application number
KR1020170101275A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180051351A (ko
Inventor
박순석
Original Assignee
해양복류발전 합자회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 해양복류발전 합자회사 filed Critical 해양복류발전 합자회사
Priority to PCT/KR2017/012521 priority Critical patent/WO2018088769A1/ko
Publication of KR20180051351A publication Critical patent/KR20180051351A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101870176B1 publication Critical patent/KR101870176B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/08—Machine or engine aggregates in dams or the like; Conduits therefor, e.g. diffusors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/30—Application in turbines
    • F05B2220/32—Application in turbines in water turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y02E10/22—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

본 발명은 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법은 1) 하천이나 강의 상부에 보를 막기 전에 하천변(강변) 바닥이나 제방에 인접하여 터널형식의 구조물 형태로 수로를 설치함에 있어, 상기 하천이나 강의 경사도 구간별로 경사도와 물길거리로부터 구간별 낙차높이를 산출하고, 상기 산출된 하천이나 강의 경사도 구간별 낙차높이들을 합산하여 설치할 수로의 전체 길이에 대한 낙차높이를 산정하되, 보의 상단에서부터 발전소가 설치되어질 수로의 하단까지 하류방향으로 수로를 길게 연장되도록 하여 낙차높이가 높게 산정된 수로를 설치하는 단계: 2) 보 위로 물이 넘치도록 형성되어질 보의 상단에 인접하여 수로 수문을 설치하고, 수로를 통하여 하천이나 강물을 흘러가게 하면서 보 설치를 위한 물막이 공사를 진행하는 단계: 3) 수로의 하류 말단부에 수로와 연통하고 상부가 대기중에 개방되며 보의 상단보다 높게 설치되고 수위센서를 포함하는 수로옥탑을 설치하는 단계:를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법은 보의 상단에서부터 발전소까지 수로의 물의 낙차를 크게 높여 발전량을 크게 늘릴 수 있는 효과를 가진다.

Description

보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법{Installation method of waterway to increase the water level of the reservoir water type small hydro power}
본 발명은 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하천이나 강에 보를 막고 하천변(강변) 바닥이나 제방에 인접하여 터널형식의 발전용 수로를 보의 상단에서부터 발전소가 설치되어질 수로의 하단까지 하류방향으로 길게 연장되도록 설치함으로써 보의 상단에서부터 발전소까지의 낙차를 높여 발전량을 늘릴 수 있는 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법에 관한 것이다.
일반적으로 수력전기를 생산하기 위하여 댐을 막아 수력 발전, 양수 수력발전을 하고, 보를 막아 소수력발전을 한다.
이들 중 보를 막아 이용하는 소수력발전은 낙차가 너무 낮아 발전량이 저조하고 경제성이 낮아, 설치장소는 무궁무진한데 현재까지 극소수만 설치되어 있다.
즉, 종래의 소수력발전은 보를 막고 인근에 발전소를 설치하므로 보의 높이가 5m이면, 5m의 낙차로 발전할 수밖에 없어 발전량이 저조하여 경제성이 매우 낮은 문제점이 있었다.
한편, 종래의 수력발전 기술(댐수로식 수력발전, 수로식 소수력발전, 유역변경식 소수력발전 등)은 어느 정도 발전할 수 있는 낙차만 있으면(낮은 낙차에) 발전기를 설치하여 발전하므로 경제성이 낮으며 특히, 수로식 소수력발전소를 설치한 곳은 찾아볼 수 없고, 유역변경식 소수력발전소는 높은 산에 위치한 도암댐을 제외하고 모두 낙차가 낮으며, 유역변경 발전소를 설치할 수 있는 장소도 극소수에 불과하다.
종래에는 물의 양도 많고 보 막은 위치에서부터 하류방향으로 내려가며 경사도가 높은 곳이 많은데도, 단순히 보를 막아 농업, 공업용수로만 이용하고 있고 소수력발전에 이용하지 못한 문제점이 있다.
따라서 하천이나 강에 보를 막아 전기를 생산하는 보 형식 소수력발전에 있어, 가장 시급한 것은 발전소의 발전 낙차를 높이는 것이며, 이를 위하여 보의 상단에서 발전소까지의 물의 낙차를 높일 수 있는 수로의 설치기술이 절실하게 필요한 실정이다.
본 발명은 수로식 소수력발전의 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 하천이나 강에 보를 막아 전기를 생산하는 보 형식 소수력발전에 있어, 보의 상단에서 발전소까지의 물의 낙차를 높일 수 있는 수로의 설치방법을 제공하는 것이다.
또한, 경사도가 높은 하천이나 강이 많아 소수력발전소를 설치할 장소가 풍부한 우리나라에 적용할 경우 전력을 크게 확보할 수 있는 소수력발전 수로의 설치방법을 제공하는 것이다.
또한, 이미 설치되어 있으나 낙차가 낮아 소수력발전에 이용되지 못하는 수많은 공업용 보, 농업용 보를 이용하여 전력을 더욱 크게 확보할 수 있고 원자력발전, 화력발전 등으로 인한 환경오염을 크게 줄일 수 있는 소수력발전 수로의 설치방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 하천이나 강에 보를 막아 전기를 생산하는 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법으로, 1) 하천이나 강의 상부에 보를 막기 전에, 하천이나 강의 경사도를 이용하여 발전용수가 흐를 수 있게 하천변(강변) 바닥이나 제방에 인접하여 터널형식의 구조물 형태로 수로를 설치함에 있어, 상기 하천이나 강의 경사도 구간별로 경사도와 물길거리로부터 구간별 낙차높이를 산출하고, 상기 산출된 하천이나 강의 경사도 구간별 낙차높이들을 합산하여 설치할 수로의 전체 길이에 대한 낙차높이를 산정하되, 보의 상단에서 발전소가 설치되어질 수로의 하단까지 하류방향으로 수로를 길게 연장되도록 하여 낙차높이가 높게 산정된 수로를 설치하는 단계: 2) 보 위로 물이 넘치도록 형성되어질 보의 상단에 인접하여 수로 수문을 설치하고, 수로를 통하여 하천이나 강물을 흘러가게 하면서 보 설치를 위한 물막이 공사를 진행하는 단계: 3) 수로의 하류 말단부에 수로와 연통하고 상부가 대기중에 개방되며 보의 상단보다 높게 설치되고 수위센서를 포함하는 수로옥탑을 설치하는 단계:를 포함하여 이루어지는 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법을 제공한다.
여기서 본 발명에 따른 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법은, 하천이나 강의 유량이 많을 경우, 양측 하천변(강변) 바닥이나 양측 제방에 인접하여 각각 1개씩 2개의 수로를 설치한다.
삭제
본 발명에 따른 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법은 하천이나 강의 경사도와 물길거리로부터 설치할 수로의 경사도 구간별 낙차높이를 삼각비 정의공식(sinA = a/c)을 원용하여 산출하고 합산함으로써 설치할 수로의 전체 길이에 대한 낙차높이를 산정하거나, 하천이나 강을 따라 내려가며 낙차와 물길거리를 측정할 수 있는 여러 가지 기기를 사용하여 설치할 수로의 전체 길이에 대한 낙차높이를 산정하고, 보의 상단에서부터 발전소가 설치되어질 수로의 하단까지 수로를 최대한 길게 설치하면 낙차높이를 크게 높일 수 있어 발전량을 크게 늘릴 수 있는 효과를 가진다.
또한, 경사도가 높은 하천이나 강이 많아 소수력발전소를 설치할 장소가 풍부한 우리나라에 본 발명에 따른 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법을 적용할 경우 전력을 크게 확보할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 이미 설치되어 있으나 낙차가 낮아 소수력발전에 이용되지 못하는 수많은 공업용 보, 농업용 보를 소수력발전에 이용할 수 있어 전력을 크게 확보할 수 있고, 화력발전 등으로 인한 환경오염을 크게 줄일 수 있는 효과를 가진다.
또한, 집중호우를 대비하여 수로의 용량을 크게 함으로써 하천이나 강의 유량이 늘어나는 만큼 용량에 맞는 발전기의 수차 수문을 열어 발전하게 되어 하천의 범람방지에도 기여함과 동시에 효율적으로 많은 전력을 생산할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 지형에 따라 여러 형태로 수로를 설치할 수 있으나, 수로를 설치하는데 어려움이 없는 곳은 1개의 보를 막고 수로의 길이를 최대한 길게 연장하여 설치하면 보를 더 설치하지 않고도 낙차가 높아지므로 보의 설치공사비를 절감할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 수로와 수문을 먼저 설치하고 보 설치를 위한 물막이 공사를 나중에 하면 모든 하천이나 강물이 미리 설치된 수로를 통하여 흘러갈 수 있어 보 설치공사를 편하고 안전하게 할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보 형식 소수력발전 수로를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 일측 제방에 인접하여 설치된 보 형식 소수력발전 수로의 설치방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 양측 제방에 인접하여 설치된 보 형식 소수력발전 수로의 개념도이다.
본 발명은 하천이나 강에 보를 막아 전기를 생산하는 보 형식 소수력발전에 있어서, 하천이나 강의 경사도를 이용하여 발전용수가 흐를 수 있게 하천변(강변) 바닥이나 제방에 인접하여 터널형식의 구조물 형태로 수로를 설치하되, 보의 상단에서부터 발전소가 설치되어질 수로의 하단까지 수로를 하류방향으로 길게 연장되도록 설치하면 보의 상단에서 발전소까지의 낙차높이를 크게 높일 수 있다는 점에 착안하여 도출된 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보 형식 소수력발전 수로를 나타내는 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보 형식 소수력발전 수로(9)는 하천이나 강의 경사도를 이용하여 발전용수가 흐를 수 있게 제방(1)에 인접하여 터널형식의 구조물 형태로 설치되고, 수로(9)의 상류 말단부에 위치하며 보(2)로부터 넘쳐흐르는 물을 수로(9)로 유입하기 위한 수로 수문(11)과, 수로의 하류 말단부에 위치하며 수로 수문(11)으로 유입된 물의 진행이 차단된 일 측에 발전소(3)의 발전기(6)를 가동시키기 위한 수차 수문(4)과 수차(5)를 포함하여 이루어진다.
수차(5)와 발전기(6)는 수로(9)에 유입되는 유량의 변화 등에 대응할 수 있도록 발전 용량별로 여러개 설치한다.
보(2)에는 지그재그의 곡선으로 경사도가 완만한 어도(10)를 설치하여 어류의 통행을 돕는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보 형식 소수력발전 수로(9)는 수로 수문(11)으로 유입한 물의 직진방향 흐름이 터널형 수로의 하류 말단부에서 차단됨으로써 수로(9)에 흐르는 물이 정체되어 수로(9) 내부에 상응하는 물기둥이 형성되며, 상기 물기둥의 높이(수두: water head)에 의해 수로(9)의 하류부 말단에는 상응하는 압력(수압)이 발생하고 수로의 하류 말단부 측방에 설치된 수차 수문(4)을 통해 그 압력이 해방되면서 수차(5)를 돌려 전기를 생산하게 된다.
터널형 수로(9)에 정체되어 형성되는 물기둥의 높이(수두)에 따른 압력은 다음 식 1로 계산될 수 있다.
압력(P) = 물의 밀도(ρ) x {지구중력 가속도(g)/지구중력 환산계수(gc)} x 수두(h)---------------------------------------------------------------(식 1)
여기서, 수온 4℃일 때의 물의 밀도(ρ) = 1000kg/㎥
표준 지구중력 가속도(g) = 9.8m/sec2
지구중력 환산계수 = 9.8 kg·m/sec2/kgf 이고,
물기둥의 높이(수두)는 수로의 경사도와 수로의 길이로부터 삼각비 정의공식(sinA = a/c)에 의해 다음 식 2로 계산될 수 있다.
즉, 『sin(수로의 경사도) = 물기둥의 높이(수두)/수로의 길이』에서,
물기둥의 높이(수두) = sin(수로의 경사도) x 수로의 길이--------(식 2)
여기서, 수로의 경사도는 수로 수문(11)과 수차 수문(4) 사이의 경사도이며, 수로의 길이는 수로 수문(11)과 수차 수문(4) 사이에 물기둥이 형성된 수로의 길이를 가리킨다.
지금, 보(2)의 상단으로부터 항상 물이 흘러넘치게 하여 수로(9)에 연속적으로 물이 유입되고, 수로(9)의 경사도는 평균 1°이며, 수로 수문(11)과 수차 수문(4) 사이의 수로(9)의 길이가 5,730m이고, 수로 수문(11)과 수차 수문(4) 사이의 수로(9)에 빈틈없이 수온 4℃의 물기둥이 형성될 경우, 상기 식 2에 따라 아래와 같이 물기둥의 높이(수두)는 100m가 되고,
물기둥의 높이(수두) = sin 1˚x 5,730m
= 0.0175 x 5,730m
= 100m
이를 상기 식 1에 대입하면 발전소(3)의 수차(5)에 작용하는 압력이 아래와 같이 100,000 kgf/m2 로 계산되어진다.
압력(P) = 1000 kg/㎥ x {9.8m/sec2 / 9.8 kg·m/sec2 /kgf} x 100m
= 100,000 kgf/m2
그리고 상기 압력(P)으로 수차(5)를 가동시키며 유출되는 물의 유량을 1초당 1m3라고 하면 수차(5)에 의해 생성되는 동력이 다음과 같이 계산될 수 있다.
100,000 kgf/m2 x 1m3/sec = 100,000 kgf·m/sec
= 980kw (∵ 1 kgf·m/sec = 0.009800kw)
나아가 같은 경사도(1°)에서 수로 수문(11)과 수차 수문(4) 사이에 물기둥이 형성된 수로의 길이를 8,000m로 늘일 경우, 같은 계산식에 따라 물기둥의 높이(수두)는 140m, 수차(5)에 작용하는 압력은 140,000 kgf/m2, 수차(5)에 의해 생성되는 동력은 1,372kw가 되어 물기둥이 형성된 수로의 길이에 비례하여 물기둥의 높이(수두), 수차(5)에 작용하는 압력 및 수차(5)에 의해 생성되는 동력이 증가한다.
하천이나 강의 경사도가 높은 경우로서, 경사도가 평균 1°이고, 수로의 길이가 5,730m 일 때의 수로에 형성되는 물기둥의 수두(water head)는 앞의 예시와 같이 100m이고, 경사도가 중간 정도로 높은 평균 0.5°이고 같은 수로의 길이에서의 수로에 형성되는 물기둥의 수두(water head)는 상기 식 2에 따라 50m이며, 경사도가 낮은 경우로서 평균 0.3°이고 같은 수로의 길이에서의 수로에 형성되는 물기둥의 수두(water head)는 상기 식 2에 따라 30m로서, 수두 100m, 50m는 소수력발전 장소로서 좋은 곳이나, 수두 30m는 소수력발전은 가능하나 경제성이 낮다.
이와 같이 하천이나 강의 경사도를 이용하여 수로를 하류방향으로 길게 연장되도록 설치하면 수로에 형성되는 물기둥의 수두(water head)를 크게 높일 수 있다.
그리고 수로 수문(11)과 수차 수문(4) 사이의 수로(9)에 빈틈없이 물기둥이 형성될 경우의 수두(water head)는 수로 수문(11)과 수차 수문(4) 사이의 물의 낙차높이와 동일하고, 수로 수문(11)이 보(2)의 상단에 인접하여 설치되며, 수차 수문(4)은 발전소(3)에 인접하여 설치되므로, 하천이나 강의 경사도를 이용하여 수로를 하류방향으로 길게 연장되도록 설치하면 보(2)의 상단에서 발전소(3)까지의 낙차높이를 크게 높일 수 있는 것으로 바꾸어 말할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 일측 제방에 인접하여 설치된 보 형식 소수력발전 수로의 설치방법을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 보 형식 소수력발전 수로는 수로(9)의 수로 수문(11)에 물이 유입될 수 있게 보(2)를 막아주고, 수로(9)의 하류부 말단의 일 측에 수로(9)와 연통하는 수로옥탑(H)를 설치하는데, 수로옥탑(H)의 상부를 개방함으로써 수로(9) 내부의 물 흐름에 의해 발생하는 감압(減壓)을 방지하고 낙차압을 유지시켜 물 흐름을 빠르게 한다.
또한, 수로옥탑(H)이 수로(9)의 하류 말단부의 일 측에서 상기 수로(9)와 연통하므로 수로옥탑(H)과 수로(9)가 U자 관을 형성하여 수로옥탑(H)의 수위는 보(5)의 상단위치(A)의 수위와 같아지므로 수로옥탑(H)의 높이를 보(5)의 상단위치(A)의 높이 이상으로 설치한다.
또한, 수로옥탑(H)은 수로(9)와 U자 관을 형성하므로 수로에 형성되는 물기둥의 수두(water head)를 수로옥탑(H)의 수위로써 실시간으로 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 보 형식 소수력발전 수로의 설치방법 및 작동을 도 2에 따라 설명하면 다음과 같다.
하천이나 강의 상부에 보(2)를 막기 전에 하천이나 강의 경사도를 이용하여 발전용수가 흐를 수 있게 하천이나 강의 일 측 제방(1)에 인접하여 터널형식으로 철근 콘크리트제 수로(9)를 설치한다.
이때 하천이나 강의 경사도와 물길거리로부터 설치할 수로(9)의 경사도 구간별 낙차높이를 상기 식 2의 삼각비 정의공식(sinA = a/c)을 이용하여 산출하고 합산함으로써 설치할 수로(9)의 전체 길이에 대한 낙차높이를 산정하고, 보의 상단에서부터 발전소가 설치되어질 수로의 하단까지 수로를 최대한 길게 설치하면 낙차높이를 크게 높일 수 있다.
또한, 상기 식 2의 삼각비 정의공식(sinA = a/c)을 이용하지 않고 하천이나 강을 따라 내려가며 낙차와 물길거리를 측정할 수 있는 여러 가지 기기를 사용하여 설치할 수로(9)의 전체 길이에 대한 낙차높이를 산정하고, 보의 상단에서부터 발전소가 설치되어질 수로의 하단까지 수로를 최대한 길게 설치해도 낙차높이를 크게 높일 수 있다.
이와 같이 수로의 설치장소가 결정되면 하천이나 강의 연간 평균유량 등을 고려하여 설치할 발전기의 용량을 결정할 수 있다.
다음 표 1은 도 2의 수로(9) 구간별(①, ②, ③, ④, ⑤) 경사도에 따라 상기 식 2를 원용하여 수로(9) 구간별 낙차높이를 산출하고, 이를 합산하여 수로(9)의 전체길이에 대한 낙차높이를 산정한 예시이다.
구간 경사도(°) 길이(m) 낙차높이(m)
① 15 40 10.32
② 2 600 20.4
③ 1.5 500 13.0
④ 1 800 13.6
⑤ 0.7 100 1.2
합산 2,040 58.52
표 1에서 알 수 있는 바와 같이 수로(9)의 전체길이 2,040m에서 58.52m의 낙차높이를 확보할 수 있고, 이는 보의 상단위치(A)에서 수로 하단의 강물 수면위치(B)까지 58.52m의 낙차를 확보할 수 있음을 의미한다.
다음 상기 수로(9) 상부로 물이 통할 수 있게 보(2)를 막아 주고, 상기 수로(9)의 하류 말단부의 일 측에서 상기 수로(9)와 연통하고, 상부가 대기중에 개방되며, 보(5)의 상단위치(A)의 높이 이상으로 높게 수로옥탑(H)을 설치한다.
수로옥탑(H)에는 수로옥탑 수위센서(Hs)가 설치되며, 발전용수의 부족으로 수로옥탑(H)의 수위(수두)가 내려가 수로옥탑 수위센서(Hs)가 벨 소리를 울리면 가동중인 일부의 수차수문을 닫는 등, 발전용량을 줄인다.
수로(9)의 하류 말단부에 발전소(3)을 설치하고, 강물의 수위를 확인할 수 있는 강물 수위센서(Bs)를 수로(9) 하류 말단부의 강물 수면위치(B)에 설치하는데, 하천이나 강의 유량이 많아져 보(2) 위로 넘쳐나는 물이 하천이나 강으로 흐르게 되어 강물 수위센서(Bs)가 벨 소리를 울리면 대기중인 다른 수차수문을 여는 등, 발전용량을 늘여 발전의 효율을 높인다.
이와 같이 수로(9)와 수로 수문(11)을 먼저 설치한 후, 보(2)를 설치하기 위한 물막이 공사를 나중에 하면, 모든 물이 수로(9)를 통하여 내려갈 수 있어 보(2) 설치 공사를 편하고 안전하게 할 수 있다.
또한, 발전할 때는 항상 보(2) 위로 조금씩 물이 넘칠 수 있어야 정상적인 수두(낙차)를 유지할 수 있으며, 수로옥탑 수위센서(Hs)의 벨 소리가 울리지 않게 유량(물의 용량)에 따라 발전소(3)의 각 수차수문(4)을 개폐하면 효과적으로 발전을 할 수 있다.
도 3은 하천이나 강의 유량이 많을 경우 하천이나 강의 양측 제방에 인접하여 발전용수가 흐를 수 있게 철근콘크리트조로 터널형식의 수로를 설치한 모습을 개념적으로 나타내고 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 실시예들을 예시적으로 설명한 것이지 이들 실시예가 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능할 것임은 명백한 사실이다.
1: 제방 2: 보
3: 발전소 4: 수차 수문
5: 수차 6: 발전기
9: 수로 10: 어도
11: 수로 수문 A: 보의 상단 위치
B: 수로 하류 말단부의 강물 수면위치 H : 수로옥탑
Bs: 강물 수위센서 Hs: 수로옥탑 수위센서
①, ②, ③, ④, ⑤: 경사도에 따라 구분한 수로의 구간 번호

Claims (3)

  1. 하천이나 강에 보를 막아 전기를 생산하는 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법으로,
    1) 하천이나 강의 상부에 보를 막기 전에, 하천이나 강의 경사도를 이용하여 발전용수가 흐를 수 있게 하천변(강변) 바닥이나 제방에 인접하여 터널형식의 구조물 형태로 수로를 설치함에 있어, 상기 하천이나 강의 경사도 구간별로 경사도와 물길거리로부터 구간별 낙차높이를 산출하고, 상기 산출된 하천이나 강의 경사도 구간별 낙차높이들을 합산하여 설치할 수로의 전체 길이에 대한 낙차높이를 산정하되, 보의 상단에서부터 발전소가 설치되어질 수로의 하단까지 하류방향으로 수로를 길게 연장되도록 하여 낙차높이가 높게 산정된 수로를 설치하는 단계:
    2) 보 위로 물이 넘치도록 형성되어질 보의 상단에 인접하여 수로 수문을 설치하고, 수로를 통하여 하천이나 강물을 흘러가게 하면서 보 설치를 위한 물막이 공사를 진행하는 단계:
    3) 수로의 하류 말단부에 수로와 연통하고 상부가 대기중에 개방되며 보의 상단보다 높게 설치되고 수위센서를 포함하는 수로옥탑을 설치하는 단계:를 포함하여 이루어지는 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법.
  2. 제1항에 있어서,
    하천이나 강의 유량이 많을 경우, 양측 하천변(강변) 바닥이나 양측 제방에 인접하여 각각 1개씩 2개의 수로를 설치하는 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법.

















  3. 삭제
KR1020170101275A 2016-11-08 2017-08-09 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법 KR101870176B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2017/012521 WO2018088769A1 (ko) 2016-11-08 2017-11-07 보 형식 소수력발전 수로의 설치방법

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160148039 2016-11-08
KR20160148039 2016-11-08
KR1020160163374 2016-12-02
KR20160163374 2016-12-02
KR20160174559 2016-12-20
KR1020160174559 2016-12-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180051351A KR20180051351A (ko) 2018-05-16
KR101870176B1 true KR101870176B1 (ko) 2018-06-22

Family

ID=62452367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170101275A KR101870176B1 (ko) 2016-11-08 2017-08-09 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101870176B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200002084A (ko) 2018-06-29 2020-01-08 김형주 무전력 양수 및 소수력발전 시스템
CN114182701A (zh) * 2020-09-14 2022-03-15 张茂崑 川流式小水力发电系统
CN116226687B (zh) * 2023-05-10 2023-07-21 长江三峡集团实业发展(北京)有限公司 一种基于数据挖掘技术的水库日初水位估算方法及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200349016Y1 (ko) * 2004-02-06 2004-04-30 정백화 수리계통의 잉여낙차를 활용한 소수력 발전설비
KR100684347B1 (ko) * 2006-08-04 2007-02-26 주식회사 도화종합기술공사 소수력 발전기의 수압조절장치

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130073929A (ko) * 2013-06-13 2013-07-03 박광 수력발전 효율 증대방법 및 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200349016Y1 (ko) * 2004-02-06 2004-04-30 정백화 수리계통의 잉여낙차를 활용한 소수력 발전설비
KR100684347B1 (ko) * 2006-08-04 2007-02-26 주식회사 도화종합기술공사 소수력 발전기의 수압조절장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180051351A (ko) 2018-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101870176B1 (ko) 보 형식 소수력발전의 물의 낙차를 높이는 수로의 설치방법
CN101476305B (zh) 一种基于梯级防冲刷齿槛群的泥石流排导槽及其应用
CN101463593B (zh) 基于泥石流软基消能的横向齿槛基础埋深设计方法及应用
CN106284239B (zh) 一种大型坝式水电站初步选址方法
Hunt et al. Dams with head increaser effect: Harnessing potential and kinetic power from rivers with large head and flow variation
Cassidy et al. Boardman labyrinth—Crest spillway
Chen et al. Hydrodynamic characteristics and sediment transport of a tidal river under influence of wading engineering groups
WO2018088769A1 (ko) 보 형식 소수력발전 수로의 설치방법
KR20220082785A (ko) 보 없는 수력발전 시스템
WO2019160524A1 (ru) Электрогенерирующая экологическая противопаводковая система
KR100509676B1 (ko) 조류에너지 변환장치
CN102518093B (zh) 一种投资少工期短的水电站布局结构及其施工方法
KR20210098878A (ko) 보 없는 수력발전 시스템
CN110055925B (zh) 一种多沙河流大中型水库汛期蓄水排沙分离系统
JP5787943B2 (ja) 電力貯蔵システムおよび電力貯蔵方法
JP2012145090A (ja) 人工水路式水車発電機による発電方法と海水干満式水車発電機による発電方法と人工水路式水車発電機と海水干満式水車発電機と下掛け水車発電機用の人工水路と人工水路式灌漑用水車。
JP2014051970A5 (ko)
CN209429079U (zh) 一种水电站厂房尾水渠结构
WO2023282731A1 (ko) 보 없는 수력발전 시스템
CN211948317U (zh) 一种用于已建引水渠式农村水电站的生态流量下泄设施
CN210439250U (zh) 一种多沙河流水库汛期蓄水排沙分离系统
Eichenberger The first commercial piano key weir in Switzerland
CN106958236A (zh) 一种水电站地面厂房尾水出口结构及其水电站
RU2588165C1 (ru) Речная гидроэлектростанция
CN105421308A (zh) 多管聚流无坝连锁水力发电站

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant