KR20110055354A - 골프장용 계단식 소수력 발전장치 및 발전방법 - Google Patents

골프장용 계단식 소수력 발전장치 및 발전방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 골프장용 계단식 소수력 발전장치 및 발전방법에 관한 것이다.
본 발명은 골프장의 연못으로부터 배수되는 연못 배출수(연못에 저장되어 있던 물)를 이용하여 전기를 생산하는 발전기를 구비하여, 저비용으로 전력에너지를 축적 및 보유하고, 수요가 발생했을 때 전기에너지로 변환 및 공급하도록 구성되는 한편, 발전용수 차단을 위한 밸브의 닫힘을 수격압이 발생하지 않도록 적절히 제어해줌으로써, 수압 급상승으로 인한 수격압 발생을 방지하고, 이에 수격압으로 인한 문제를 해결할 수 있는 골프장용 계단식 소수력 발전장치 및 발전방법을 제공한다.

Description

골프장용 계단식 소수력 발전장치 및 발전방법{Stairs system small hydraulic generating equipment for golf courses and generating method}
본 발명은 골프장용 계단식 소수력 발전장치 및 발전방법에 관한 것으로서, 특히 골프장 내 연못의 저장수를 이용하여 전기를 생산하는 골프장용 계단식 소수력 발전장치 및 발전방법에 관한 것이다.
오늘날 전기에너지의 수요량은 해마다 증가하고 있고, 전력의 자유화도 추진되어, 기설 전력회사 이외의 발전사업자가 자가용 발전설비 등으로부터 전력을 공급하는 전력공급의 다양화가 행하여지고 있다.
또한, 그린 전력사업의 촉진으로 태양광발전, 풍력발전, 조수력발전 등의 자연에너지를 이용하는 발전 및 전력공급도 행하여지고 있고, 이를 통해 전력수급의 다양화가 촉진되고 있다.
여기서, 자연에너지를 이용하는 발전에서는 그 발전량이 일일 혹은 시간에 의해 변화되고 또한 수요에 관계없이 발전이 이루어지므로, 수급의 균형이 잡히지 않는 것은 물론 생산된 전기에너지의 유효 이용이 곤란하다.
한편, 대부분의 수요 전력을 공급하는 전력회사의 화력, 수력, 원자력발전에 의한 전력공급에 있어서도 주야에서의 수요차이가 심하여, 야간에서는 잉여송전이 되고 있고, 이에 에너지를 효율적으로 사용할 수 없는 것이 큰 문제로 되고 있다.
잉여전력은 심야전력으로서 일반 전력요금과 비교하여 약 1/3의 요금으로 제공되고 있다.
그러나, 잉여전력을 효율적으로 이용하기 위해서는 전력에너지의 축적이 필요하지만 이 축적에 요하는 비용이 엄청나다.
예를 들면, 야간전력을 이용하는 양수발전이 잉여전력의 축적수단으로서 이용되고 있지만, 댐의 건설비용이 막대하여 비용적으로 채산성을 맞출 수 없고, 피크 전력 소비시에 대한 서비스 향상의 목적으로 이용하고 있는 것에 지나지 않는다.
또한, 통상의 수력발전설비에서는 상부저수지와 하부저수지 사이에 도수관 및 수압관, 수력발전소가 위치하여, 상부저수지에서 도수관 및 수압관을 통해 수력발전소로 유입되는 물의 낙차를 이용하는 수력발전이 이루어지는데, 이때 수압관의 상류측에는 수격압(water hammer)을 고려한 조압수조(surge tank)의 설치가 필수적이다.
도 7은 조압수조를 갖춘 일반적인 수력발전설비를 나타내는 도면으로서, 이를 설명하면, 취수댐에 의해 조성된 상부저수지(101)와 이에 낙차를 가지는 하부저수지(102) 사이에 경사를 가지는 도수관(103) 및 수압관(104)이 연결되고, 수압관(104)의 하단부 위치에는 발전소(105)가 설치된다.
이에 따라, 도수관(103) 및 수압관(104)을 통해 상부저수지(101)에서 유입된 물이 하부저수지(102)로 배출되기 전에 상기 발전소(105)를 통과하는 물에 의해 수력발전이 이루어지도록 되어 있다.
이때, 종래에는 조압수조(106)가 설치되며, 이는 수압관(104) 입구 전단의 도수관(103) 하단부에 설치될 수 있고, 수압을 떨어뜨리는 역할을 한다.
즉, 관로의 흐르는 물을 급정지시킬 경우 관로 내에 과도한 압력상승이 발생하고 그 파동이 관로 내에 전파되어 주기기 및 관로의 파괴를 초래할 수 있으므로, 상기와 같은 조압수조(106)를 설치하여 관로의 수압을 떨어뜨리는 것이다.
특히, 발전소에서 단전시나 기타 이유로 발전기를 정지시켜야 하는 비상상황에서 차단되는 밸브의 급작스런 닫힘 등 여러 원인으로 인하여 뜻하지 않은 수압의 급상승이 발생할 경우, 조압수조는 수압을 낮추어 관로 파괴를 최소화하는 동시에 수격압에 의한 주기기 설비의 손상을 방지하는 등 중요한 역할을 하게 된다.
그러나, 이러한 조압수조의 설치는 전체 설비비용을 증가시키며, 더욱이 소하천의 유수를 이용하는 소수력 발전설비에 조압수조를 설치하는 것은 비용상으로 많은 불리함이 있게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 골프장의 연못으로부터 배수되는 연못 배출수(연못에 저장되어 있던 물)를 통과시켜 여과하는 지중여과장치와, 상기 지중여과장치를 통해 공급되는 여과수를 이용하여 전기를 생산하는 발전기를 구비함으로써, 저비용으로 전력에너지를 축적 및 보유하고, 수요가 발생했을 때 전기에너지로 변환 및 공급할 수 있도록 구성되는 골프장용 계단식 소수력 발전장치 및 발전방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 발전용수 차단을 위한 밸브의 닫힘을 적절히 제어하여 수격압의 발생을 완전히 배제함으로써, 조압수조의 설치 없이도 수압 급상승으로 인한 수격압 발생을 방지하고, 이에 조압수조 설치에 따른 비용을 줄일 수 있는 동시에 수격압으로 인한 문제를 해결할 수 있는 골프장용 계단식 소수력 발전장치 및 발전방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 골프장 내에 서로 고저차를 가지도록 설치된 다수개의 연못과, 상기 다수개의 연못 사이를 연결하는 각 도수관과, 상기 각 도수관의 하단부에 설치되는 발전기와, 상기 각 도수관으로부터 각 발전기로 유입되는 연못 배출수의 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 밸브장치와, 상기 각 밸브장치의 개폐 구동을 제어하기 위한 제어장치를 포함하여 구성되고, 상기 제어장치에는 각 밸브장치의 닫힘이 완료될 때까지의 닫힘시간 및 닫힘속도가 미리 설정되며, 상기 각 밸브장치의 닫힘시 상기 제어장치의 제어에 의해 밸브장치가 미리 설정된 상기 시간 동안 단계적으로 서서히 닫히도록 하는 완속 닫힘 제어가 수행됨으로써 급격한 밸브 닫힘으로 인한 수격압 발생을 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 골프장용 계단식 소수력 발전장치를 제공한다.
바람직한 실시예에서, 상기 각 밸브장치의 완속 닫힘 제어는 단전시나 발전기의 이상 발생시에 이루어지는 것임을 특징으로 한다.
또한 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 골프장용 계단식 소수력 발전장치는, 최저위치의 연못에서 최고위치의 연못으로 발전에 사용된 물을 다시 회수하여 순환시키는 구성부로서, 최저위치의 연못에서 최고위치의 연못으로 연결되는 회수관과; 상기 최저위치의 연못으로부터 저장된 물을 펌핑하여 상기 회수관을 통해 최고위치의 연못으로 압송하는 가압펌프;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 가압펌프의 구동은 제어장치에 의해 제어되며, 상기 제어장치는 각 연못에서 수위를 검출하는 수위계, 및 각 연못으로부터 배출되는 물의 유량을 검출하는 유량계의 검출값을 입력받아 이를 기초로 하여 물의 순환량이 일정하게 유지되도록 가압펌프의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어장치는 각 연못에서 수위를 검출하는 수위계의 검출값을 입력받아 해당 연못의 수위가 방류 하한치 이하의 수위임을 판단하게 되면 상기 각 밸브장치의 완속 닫힘 제어를 수행하도록 된 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 골프장 내에서 서로 고저차를 가지는 다수개의 연못, 상기 다수개의 연못 사이를 연결하는 각 도수관, 및 상기 각 도수관 하단부의 발전기를 설치하는 단계와; 상기 각 도수관으로부터 발전기로 유입되는 연못 배출수의 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 각 밸브장치를 설치하고, 상기 밸브장치의 개폐 구동을 제어하기 위한 제어장치를 구비하는 단계와; 상기 제어장치에는 각 밸브장치의 닫힘이 완료될 때까지의 시간 및 닫힘속도가 미리 설정되며, 상기 각 밸브장치의 닫힘시 상기 제어장치의 제어에 의해 밸브장치가 미리 설정된 상기 시간 동안 단계적으로 서서히 닫히도록 하는 완속 닫힘 제어가 수행됨으로써 급격한 밸브 닫힘으로 인한 수격압 발생을 방지하는 것을 특징으로 하는 골프장용 계단식 소수력 발전방법을 제공한다.
바람직한 실시예에서, 상기 각 밸브장치의 완속 닫힘 제어는 단전시나 발전기의 이상 발생시에 이루어지는 것임을 특징으로 한다.
또한 바람직한 실시예에서, 최저위치의 연못에서 최고위치의 연못으로 연결되는 회수관, 및 상기 최저위치의 연못으로부터 저장된 물을 펌핑하여 상기 회수관을 통해 최고위치의 연못으로 압송하는 가압펌프를 설치하는 단계;를 더 포함하고, 상기 가압펌프를 통해 최저위치의 연못에서 최고위치의 연못으로 발전에 사용된 물을 다시 회수하여 순환시키면서 전기를 생산하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 가압펌프의 구동은 제어장치에 의해 제어되며, 상기 제어장치는 각 연못에서 수위를 검출하는 수위계, 및 각 연못으로부터 배출되는 물의 유량을 검출하는 유량계의 검출값을 입력받아 이를 기초로 하여 물의 순환량이 일정하게 유지되도록 가압펌프의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어장치는 각 연못에서 수위를 검출하는 수위계의 검출값을 입력받아 해당 연못의 수위가 방류 하한치 이하의 수위임을 판단하게 되면 상기 각 밸브장치의 완속 닫힘 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 골프장용 계단식 소수력 발전장치 및 발전방법에 의하면, 골프장의 연못으로부터 배수되는 연못 배출수(연못에 저장되어 있던 물)를 통과시켜 여과하는 지중여과장치와, 상기 지중여과장치를 통해 공급되는 여과수를 이용하여 전기를 생산하는 발전기를 구비함으로써, 저비용으로 전력에너지를 축적 및 보유하고, 수요가 발생했을 때 전기에너지로 변환 및 공급할 수 있는 이점이 있다.
또한, 발전용수를 차단하기 위한 밸브장치를 제어함에 있어서, 비상 닫힘시 미리 설정된 시간 동안에 밸브장치가 단계적으로 서서히 닫히도록 제어함으로써, 조압수조의 설치 없이도 수격압 발생을 효과적으로 방지할 수 있고, 결국 조압수조의 설치에 따른 소요 비용을 절감할 수 있는 동시에 수격압으로 인한 여러 문제를 해결할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 골프장용 계단식 소수력 발전장치를 도시한 개략도
도 2는 본 발명에 따른 골프장용 계단식 소수력 발전장치에서 제어 계통을 도시한 블록도
도 3은 본 발명에 따른 골프장용 계단식 소수력 발전장치를 도시한 평면도
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 친환경적 소수력 발전시스템의 발전장치를 도시한 정면도, 평면도 및 측면도
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 친환경적 소수력 발전시스템에서 수위계와 유량계의 검출과 연계한 밸브장치의 가동을 설명하기 위한 그래프
도 7은 조압수조를 갖춘 일반적인 수력발전설비를 나타내는 개략도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 골프장용 계단식 소수력 발전장치를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 골프장용 계단식 소수력 발전장치에서 제어 계통을 도시한 블록도이며, 도 3은 본 발명에 따른 골프장용 계단식 소수력 발전장치를 도시한 평면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 골프장에 낙차를 가지고 계단식으로 시공된 다수개의 연못들을 발전용수 공급원으로 이용하는 골프장용 계단식 소수력 발전장치(A)에 관한 것으로서, 골프장의 각 연못(10)으로부터 배수되는 연못 배출수(연못에 저장되어 있던 물)를 이용하여 전기를 생산하는 발전기(30)를 구비하여 구성되는 것이다.
이러한 본 발명의 소수력 발전장치는 골프장에 설치된 각 연못(10)들의 물을 이용하여 전기를 생산하도록 구성됨으로써, 저렴한 시설비용으로 전력공급이 가능해지고, 주변 수요처의 전력수급에 기여할 수 있는 동시에 생산된 전력을 골프장 등의 필요 전력으로 제공하여 전력비용 및 유지관리비용을 절감할 수 있도록 한다.
특히, 본 발명의 소수력 발전장치는, 골프장에 설치된 연못(10)들을 이용하는 전력생산시설로서, 기존의 유휴 시설을 이용하여 에너지를 획득하고 공급한다는 측면에서 새로운 경제적 이익을 제공하고, 발전용수를 저장하고 공급하기 위해 골프장에 시공되는 기존의 연못(10)을 이용하므로 건축시공으로 인한 경관훼손이나 민원문제를 방지할 수 있으며, 골프장의 연못을 영구적인 에너지원으로 활용하므로 그 활용가치가 매우 크다.
또한, 본 발명에 따른 소수력 발전장치에서는, 단전시나 발전기의 이상 발생시 등 비상시나, 전기생산이 불필요하여 발전기를 구동할 필요가 없을 때, 또는 연못(10)의 수위가 방류 하한치 이하의 수위인 경우 등에서, 각 연못(10)의 물 배출 및 공급을 차단하기 위한 밸브장치(91~93)를 설치하되, 각 밸브장치(91~93)의 닫힘을 적절히 제어하여 닫힘 순간의 급격한 수압 상승 및 수격압 발생을 방지하고, 수격압으로 인한 문제, 예컨대 지중여과장치나 도수관 등의 설비 손상을 방지할 수 있도록 구성된다.
우선, 구성에 대해 설명하면, 본 발명에 따른 골프장용 계단식 소수력 발전장치(A)는 골프장 내에 서로 고저차를 가지도록 설치된 다수개의 연못(10)과, 상기 다수개의 연못(10) 사이를 서로 연결하는 각 도수관(20)과; 연못(10) 사이를 연결하는 각 도수관(20)의 하단부에 설치되는 발전기(30)와, 상기 각 도수관(20)으로부터 각 발전기(30)로 유입되는 연못 배출수의 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 밸브장치(91~93)와, 상기 각 밸브장치(91~93)의 개폐 구동을 제어하기 위한 제어장치(90)를 포함하여 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 골프장용 계단식 소수력 발전장치(A)는 골프장에 설치된 연못(10)과 연못(10) 간에 도수관(20)을 연결하고, 상기 각 도수관(20)의 하단에 발전기(30)를 설치하여, 고위치의 연못(10)에서 저위치의 연못(10)으로 도수관(20)을 통해 방류되는 물의 낙차를 이용하여 각 도수관(20) 하단의 발전기(30)가 전기를 생산하도록 하는 것이다.
또한, 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 골프장용 계단식 소수력 발전장치(A)는 최저위치의 연못(10)에서 최고위치의 연못으로 발전에 사용된 물을 다시 회수하여 순환시키는 구성부로서, 최저위치의 연못에서 최고위치의 연못으로 연결되는 회수관(21)과, 상기 최저위치의 연못으로부터 저장된 물을 펌핑하여 상기 회수관(21)을 통해 최고위치의 연못으로 압송하는 가압펌프(100)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 도수관(20)을 통해 공급되는 물에 의해 회전되는 발전기(30)의 수차로는 낙차와 유량에 따라 프로펠러형 수차, 펠턴 수차, 카프란형 수차, 프란시스형 수차 등이 선택적으로 사용될 수 있다.
상기 수차로는 벌브식, 튜블러식, 림형, 고정 블레이드형, 고정 가이드 베인형 등 당해 기술분야에 통상적으로 알려져 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.
또한, 최저위치의 연못(10)에는 더 이상의 도수관(20)은 설치하지 않고 대신 최저위치의 연못에서 최고위치의 연못으로 연결되는 회수관(21)과, 상기 최저위치의 연못으로부터 저장된 물을 펌핑하여 회수관(21)을 통해 최고위치의 연못으로 압송하는 가압펌프(100)가 구비된다.
상기 가압펌프(100)의 구동은 도 2에 나타낸 바와 같이 제어장치(90)에 의해 제어되며, 이때 제어장치(90)는 각 연못(10)에서 수위를 검출하는 수위계(71~74), 및 각 연못(10)으로부터 배출되는 물의 유량을 검출하는 유량계(81~84)의 검출값을 입력받도록 되어 있는 바, 제어장치(90)가 각 수위계(71~74) 및 유량계(81~84)의 검출값을 기초로 하여 물의 순환량이 일정하게 유지되도록 가압펌프(100)의 구동을 제어하게 되며, 이를 통해 전체 설비 내에서 물의 외란 및 부하 변동이 발생하지 않도록 한다.
이와 같이, 본 발명의 소수력 발전장치(A)에서는 물을 순환시키는 가압펌프(100)의 구동을 포함하여 후술하는 밸브장치(91~93)의 구동을 각 수위계(71~74) 및 유량계(81~84) 등 검출장치의 검출값을 기초로 하여 제어장치(90)가 적절히 제어하게 되며, 이로써 제어장치(90)가 물의 이동 및 발전 구동 등 소수력 발전장치(A)의 전반적인 작동상태를 제어하는 무인자동제어시스템이 구성될 수 있다.
또한 가압펌프(100)의 구동을 제어함에 있어서 상기의 유량계로 발전기(30)의 측구측 방수관에서 연못(10)으로 방류되는 물의 유량을 검출하는 유량계(85)가 이용될 수도 있다.
그리고, 본 발명의 소수력 발전장치(A)에서 각 연못(10)에 설치된 도수관(20)의 출구측(각 발전기의 입구측이 됨)으로 밸브장치(91~93)가 설치되는데, 각 밸브장치(91~93)는 발전기(30)의 수차 상류측에 설치되며, 도수관(20)을 통해 발전기(30)의 수차로 유입되는 물의 유로를 선택적으로 개폐하기 위하여 설치된다.
상기 각 밸브장치(91~93)의 개폐 구동은 제어장치(90)에 의해 제어되도록 되어 있으며, 제어장치(90)는 각 밸브장치(91~93)를 선택적으로 개폐 구동하기 위한 제어신호를 발생시켜 출력하고, 이에 각 밸브장치(91~93)가 제어장치(90)로부터 인가되는 제어신호에 따라 물의 유로를 개폐하도록 구동된다.
상기 각 밸브장치(91~93)는 물의 유로를 선택적으로 개폐하는 밸브(94)와, 상기 밸브(94)를 개폐 구동시키는 액츄에이터(95)와, 상기 액추에이터(95)의 구동을 제어하는 제어장치(90)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 밸브장치(91~93)로는 소수력 발전장치에서 고압으로 투입되는 발전용수의 유로를 선택적으로 차단할 수 있는 것으로서 당해 기술분야에 통상적으로 알려져 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.
또한, 도면상 예시하지는 않았으나, 각 연못(10)에 일정 수위 이상으로 과다하게 물이 유입되는 경우 별도 경로를 통해 물을 배출할 수 있도록 여수로가 설치될 수 있으며, 이 경우 제어장치(90)가 각 연못(10)에 설치된 수위계(71~74)의 검출값으로부터 일정 수위 이상을 검출하는 경우 여수로에 설치된 오버플로우밸브를 개방하여 물이 외부로 배출되도록 함으로써, 각 연못(10)의 수위가 일정 수위 이상을 초과하지 않도록 유지시킨다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에서 발전기의 설치상태를 예시한 도면이다.
도 5a는 발전기와 밸브장치가 설치된 상태의 정면도이고, 도 5b는 발전기와 밸브장치가 설치된 상태의 평면도이며, 도 5c는 발전기가 설치된 상태의 측면도이다.
도시된 바와 같이, 발전기(30)의 입구측으로 도수관(20)을 통해 발전기(30)로 유입되는 여과수를 차단하기 위한 밸브장치(91,92,93)가 설치된다.
발전기(30)는 도수관(20)의 출구측에 연결되어 설치되고 도수관(20)로부터 배출되는 방류 여과수에 의해 회전되는 수차(36)와, 상기 수차(36)에 연결되어 수차(36)의 회전으로 전기를 생산하는 발전부(38)를 포함하여 구성된다.
여기서, 발전부(38)에 연결된 수차(36)는 도수관(20)에서 방류처로 이동하는 여과수의 이동경로, 즉 도수관(20)의 출구측에 설치되어 도수관(20)에서 배출되는 방류 여과수에 의해 회전되도록 구비된다.
결국, 발전기(30)를 통과하는 방류 여과수는 도수관(20)의 출구측에 설치된 수차(36)를 회전시킨 뒤 외부로 최종 배출되고, 이때 수차(36)가 회전됨으로써 도수관(20)의 출구측에 고정 설치된 발전부(38)에서 전기가 생산된다.
또한, 발전기(30)와 연결된 충전지 등이 구비될 수 있으며, 제어장치(90)가 발전기(30) 또는 밸브장치(91,92,93)에 일체로 구비되거나 별도로 설치될 수도 있다.
상기 밸브장치(91,92,93)는 도수관(20)의 출구측에서 발전기(30)의 입구측으로 설치되는 것으로, 발전기(30)의 수차(36) 상류측에 설치되며, 도수관(20)로부터 발전기(30)의 수차(36)로 유입되는 여과수의 유로를 선택적으로 개폐하기 위해 설치되는 것이다.
또한, 상기 밸브장치(91,92,93)는 발전용수, 즉 여과수의 유로를 선택적으로 개폐하는 밸브(94)와, 상기 밸브(94)를 개폐 구동시키는 액츄에이터(95)를 포함하여 구성되며, 이때 액츄에이터(95)의 구동은 제어장치(90)에 의해 제어된다.
즉, 제어장치(90)는 밸브(94)를 선택 구동하기 위한 제어신호를 발생시켜 출력하고, 이에 액츄에이터(95)가 제어장치(90)에서 인가되는 제어신호에 따라 구동하여 밸브(94)를 개폐시키게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 소수력 발전장치(A)는, 단전시나 발전기(30)의 이상 발생시 등 발전기(30)를 정지시키는 상황에서, 밸브장치(91~93)의 닫힘시 제어장치(90)가 유로 내 수압의 급상승 및 수격압 발생을 방지할 수 있도록 완속 밸브 닫힘 제어를 수행하며, 이를 통해 수격압 발생으로 인한 문제를 방지하는데 주된 특징이 있다.
즉, 본 발명의 소수력 발전장치(A)에서는 단전시나 발전기(30)의 이상 발생시와 같은 비상시에, 그리고 수동 또는 자동으로 발전기(30)를 정지시켜야 하는 미리 설정된 상황에서 제어장치(90)가 유로를 차단하도록 밸브장치(91~93)를 제어하되, 이때 제어장치(90)가 밸브장치(91~93)가 서서히 닫히도록 제어하는 완속 닫힘 제어를 수행하여 수압의 급상승 및 수격압을 소멸시키게 된다.
이때, 밸브장치(91~93)를 닫는데 소요되는 전력으로는 별도 충전지에 충전된 전력이 이용되거나 발전기 등 발전계통에 잔류하는 전력을 이용할 수 있으며, 특히 제어장치(90)에 밸브 완전 닫힘시까지의 시간 및 밸브의 닫힘속도가 미리 설정되어, 제어장치(90)가 상기 설정된 시간 내에 상기 설정된 닫힘속도로 밸브장치(91~93)가 서서히 닫힐 수 있도록 제어하는 제어신호를 출력하게 된다.
이에 밸브장치(91~93)가 제어장치(90)에서 출력되는 제어신호에 따라 제어되면서 저속으로 유로를 닫게 되며, 결국 밸브장치(91~93)의 저속 동작으로 도수관(20)을 통해 유입되는 물의 수압 급상승 및 그로 인한 수격압 발생이 효과적으로 방지될 수 있게 된다.
바람직한 실시예에서, 상기 제어장치(90)는 내장된 타이머를 사용하여 각 밸브장치(91~93)를 완전 닫힘시까지의 미리 설정된 시간 동안 정해진 닫힘속도로 서서히 동작시키도록 구비될 수 있다.
이때, 제어장치(90)가 완전 닫힘시까지 밸브장치(91~93)의 닫힘량이 단계적으로 증가되도록 제어한다.
상기와 같이 본 발명에서는, 단전시 닫히도록 된 밸브장치를 정해진 속도 및 완료 시간없이 순간적으로 고속 폐작동시키는 종래의 방식과 달리, 미리 설정된 시간 동안 단계적으로 닫힘량이 증가되도록 완속 제어하여 밸브장치(91~93)를 정해진 닫힘속도로 동작시켜줌으로써, 도수관(20) 내 수압의 급상승 및 수격압 발생을 효과적으로 차단시킬 수 있게 된다.
본 발명에서 밸브장치(91~93)의 완전 닫힘이 이루어지도록 미리 설정되는 시간으로는 약 7∼15초로 하는 것이 가능하며, 닫힘속도는 설정된 시간에 맞추어 밸브장치(91~93)의 완전 닫힘상태에 도달하도록 적절히 설정되는 바, 이러한 시간 및 속도는 발전장치의 전체적인 설계 사양에 따라 적절히 설정될 수 있다.
특히, 상기 밸브장치(91~93)는 에어 밸브를 구비하고 있어서, 기포를 효과적으로 제거할 수 있는 이점을 제공한다.
예를 들면, 압력변화의 크기는 어느 경우라도 유속변화에 비례하게 되는데, 밸브 상류(상단)는 압력이 상승하고, 밸브 하류(하단)는 압력이 저하되므로, 수차 제작시 하단부에 에어 밸브를 장착하는 것이 바람직하다.
즉, 밸브 하단 꼭대기 부분은 기포가 응집되므로, 이에 따라 하단 부분에 에어 밸브를 장착하여 에어를 효과적으로 제거하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어장치(90)는 발전기(30)의 보호를 위한 제어를 수행하도록 구성될 수 있는데, 상기한 단전시뿐만 아니라 발전기(30)의 이상 발생시, 예컨대 발전기의 고정자 과열, 발전기 내부 누수, 발전기의 베어링 과열 등이 발생한 비상상황에서 밸브장치(91~93)를 닫아주게 된다.
밸브장치(91~93)를 닫아주는 방식은 단전시와 같은 완속 닫힘 제어 방식이며, 발전기(30)의 이상을 감지하기 위하여 도면상 예시하지는 않았으나 발전기 고정자의 온도를 검출하기 위한 온도검출장치, 발전기 내부의 누수를 검출하기 위한 누수검출장치, 발전기 베어링의 온도를 검출하기 위한 온도검출장치 등이 추가로 설치될 수 있다.
이때, 제어장치(90)는 온도검출장치의 검출값이 발전기 이상을 감지하기 위한 설정온도를 초과하거나 누수검출장치로부터 발전기 내부 누수를 감지한 경우 밸브장치(91~93)를 닫아주게 된다.
그리고, 제어장치(90)가 각 연못(10)에 설치된 수위계(71~74)로부터 검출값을 입력받아 그에 따라 밸브장치(91~93)를 제어하도록 구성될 수 있다.
즉, 제어장치(90)가 각 수위계(71~74)의 검출값을 통해 해당 연못(10) 내 저장된 물이 방류 하한치 이하의 수위임을 판단하게 되면 유로를 닫아주도록 해당 밸브장치(91~93)를 제어하는 것이다.
이때, 밸브장치(91~93)의 제어는 앞서 설명한 바와 같이 수압의 급상승 및 수격압 발생을 차단할 수 있도록 미리 설정된 시간 동안 정해진 속도로 서서히 폐작동시키는 상기한 완속 닫힘 제어로 수행되며, 완전 닫힘시까지 밸브장치(91~93)의 닫힘량이 단계적으로 증가되도록 제어하게 된다.
본 발명에서 수위계(71~73)로는 음파식(초음파식), 부자식, 압력식 등 당해 기술분야에 통상적으로 알려져 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.
상기 수위계(71~74)와 유량계(81~84)와 밸브장치(91~93) 간의 연계적인 작동관계를 좀더 살펴보면 다음과 같다.
상술한 바와 같은 본 발명의 소수력 발전장치에서 연못(10)에는 물의 수위를 검출하기 위한 수위계(71~74))가 설치될 수 있고, 연못(10)에 물이 방류되는 관에는 물의 유량을 계측하기 위한 유량계(81~84)가 설치될 수 있다.
여기서, 수위계(71~74) 또는 유량계(81~84)의 검출값은 제어장치(90)로 입력되며, 특히 제어장치(90)가 수위계 또는 유량계의 검출값을 입력받아 그에 따라 밸브장치(91~93)를 제어하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 5의 그래프에서 볼 수 있듯이, 상기 수위계는 연못 내 물이 방류 하한치에 도달함을 검출하기 위해 구비되는 것으로, 제어장치는 수위계의 검출값을 통해 연못 내의 물이 방류 하한치 이하의 수위임을 판단하게 되면 유로를 닫아주도록 밸브장치를 제어하게 된다.
이때, 밸브장치의 제어는 앞서 설명한 바와 같이 수압의 급상승 및 수격압 발생을 차단할 수 있도록 미리 설정된 닫힘시간 동안 밸브를 정해진 속도로 서서히 동작시키게 되며, 완전 닫힘시까지 밸브의 닫힘량이 단계적으로 증가될 수 있도록 제어하게 된다.
여기서, 상기 수위계가 구비되어 있지 않는 경우, 연못 내의 물이 바닥이 들어나도록 방출하게 되고, 이로 인해 기포가 수차에 들어가면 수차의 회전이 가속화되어, 발전기가 과열로 파괴될 수 있게 된다(수차 비속도).
또한, 도 6의 그래프에서 볼 수 있듯이, 유량계의 경우, 관 속 물이 흐름과 불규칙 흐름변화를 방지하며, 또한 불규칙변화를 방지하는 기능을 하고, 유량의 조정기능에 변화는 계측기에 전달하여 밸브장치가 작동될 수 있도록 해주는 역할을 한다.
즉, 상기 유량계는 관 내에 설치되는 유량의 변화를 측정하고, 이때의 측정된 유량을 입력받은 제어장치의 출력 제어에 의해 밸브장치의 완속 닫힘 제어가 이루어질 수 있게 된다.
이로써 본 발명에 따른 소수력 발전장치에서는 단전시나 발전기(30)의 이상 발생 등 비상시에, 그리고 연못의 수위가 방류 하한치 이하인 경우 도수관(20)을 통해 발전기(30)로 유입되는 물을 차단하기 위한 밸브장치(91~93)의 닫힘을 완속 제어해줌으로써, 종래의 조압수조 설치 없이도 급격한 수압 상승 및 수격압을 방지하고, 수격압으로 인한 문제 발생을 방지할 수 있게 된다.
발전기에서 밸브장치가 급격히 닫히면, 액체는 기체에 비해 압축성이 적고 밀도가 크기 때문에, 밸브장치에 의해 물의 흐름이 급격히 차단되면서 관로 내에 일시적으로 큰 압력상승이 발생하며, 이러한 압력변화는 유속변화에 비례한다.
이러한 과도한 압력변화가 수격압이며, 이는 주기기 및 관로의 파괴를 초래할 수 있다.
이에 종래에는 수격압을 고려한 조압수조의 설치가 필요하였으나, 본 발명에서는 밸브의 완속 닫힘 제어로 조압수조의 설치가 생략될 수 있다.
아래는 수격압의 산출 예 및 수격압 해소를 위한 밸브 닫힘시간의 산출 예를 나타낸 것으로서, 밸브의 최적의 닫힘 완속 제어를 위해 설정되는 밸브 닫힘시간을 제공한다.
Ⅰ.수격압으로 인한 압력상승[PRESSURE RISE DUE TO WATER HAMMER(reviewed by Suppller)]
① Design Condition:
Wave velocity a= 1000 m/sec
Length of watersay: L= 650 m
net head: H= 13 m
turbine discharge: Qt= 27.8 cms
diameter of waterway= 4 m
nos of units= 6 ea
g= 9.8 m/sec＾2
pipe period: u=2L/a 1.3 sec
starting time of water column, Tw = LV/(gH)
area of waterway, A= 12.56 m＾2
② Case study of alternative operation :
Nos of V Tw Tg u(Tw/Tg) pressure rise Max.head
Operation (m/sec) (sec) (sec) (%) (m)
6 2.213 11.293 2.5 4.52 2,136 290.7
5 2.26 596 90.4
10 1.13 193 38.1
15 0.75 109 27.1
20 0.56 75 22.7
25 0.45 57 20.3
30 0.38 45 18.9
4 1.476 7.528 2.5 3.01 998 142.7
5 1.51 302 52.2
10 0.75 109 27.1
15 0.50 64 21.4
20 0.38 45 18.9
25 0.30 35 17.6
30 0.25 28 16.7
3 1.107 5.646 2.5 2.26 596 90.4
5 1.13 193 33.1
10 0.56 75 22.7
15 0.38 45 18.9
20 0.28 32 17.2
25 0.23 25 16.3
30 0.19 21 15.7
2 0.738 3.764 2.5 1.51 302 62.2
5 0.75 109 27.1
10 0.38 45 18.9
15 0.25 26 16.7
20 0.19 21 15.7
25 0.15 16 15.1
30 0.13 13 14.7
1 0.369 1.882 2.5 0.75 109 27.1
5 0.38 45 18.9
10 0.19 21 15.7
15 0.13 13 14.7
20 0.09 10 14.3
25 0.08 8 14.0
30 0.06 6 13.8
Ⅱ. 수격압으로 인한 압력상승[PRESSURE RISE DUE TO WATER HAMMER(reviewed by Owner)]
① Design Condition:
Wave velocity a= 1000 m/sec
Length of watersay: L= 739 m
net head: H= 13 m
turbine discharge: Qt= 27.8 cms
diameter of waterway= 4 m
nos of units= 6 ea
g= 9.8 m/sec＾2
pipe period: u=2L/a 1.478 sec
starting time of water column, Tw = LV/(gH)
area of waterway, A= 12.56 m＾2
② Case study of alternative operation :
Nos of V Tw Tg u(Tw/Tg) pressure rise Max.head
Operation (m/sec) (sec) (sec) (%) (m)
6 2.213 12.839 2.5 5.14 2,734 368.4
5 2.57 748 110.2
10 1.28 235 43.5
15 0.86 130 29.9
20 0.64 88 24.4
25 0.51 66 21.6
30 0.43 53 19.9
4 1.476 8.559 2.5 3.42 1,265 177.4
5 1.71 372 61.3
10 0.86 130 29.9
15 0.57 76 22.8
20 0.43 53 19.9
25 0.34 41 18.3
30 0.29 33 17.3
3 1.107 6.419 2.5 2.57 748 110.2
5 1.28 235 43.5
10 0.64 88 24.4
15 0.43 53 19.9
20 0.32 30 17.9
25 0.26 29 16.8
30 0.21 24 16.1
2 0.738 4.280 2.5 1.71 372 61.3
5 0.86 130 29.9
10 0.43 53 19.0
15 0.29 33 17.3
20 0.21 24 16.1
25 0.17 19 15.4
30 0.14 15 15.0
1 0.369 2.140 2.5 0.88 130 29.9
5 0.43 63 19.9
10 0.21 24 16.1
15 0.14 15 15.0
20 0.11 11 14.5
25 0.09 9 14.2
30 0.07 7 14.0
Ⅲ. 조압수조 설치와 관련한 검토(Review for the installation of Surge Tank)
A. 조압수조가 없는 경우(without SURGE TANK)
Installation of Surgetank : No
① Conditions
H = 14.16 M ; Gross Head
Hr = 13 M ; Rated Net Head
Hn = 13 M ; Minimum Net Head
Pinst = 2,940 kW
nos of units = 3 ea
ng = 0.94
Pt / Unit = 521 kW
N = 514 rpm
Fp = 0.8 power factor
kVA = 613 generator rating
Qnax = 27.80 cms
② Calculation of Tw
Warterway Li Vi LiVi Dia. Nos
(m) (m/sec) (m)
Headrace 727.00 2.21 1,608.31 4 1
Steel Penstock 12.00 2.21 26.55 4 1
Sum 736.00 1,634.86
Tw= (LV/Gh)= 12.83 sec
③ Min. starting time for stable governing : Tm
Tm= Fs*Tw= 32.08 sec (with relief valve Fs=2.5)
The required Min.
WR＾2= 6.7*10000*P*Tm/n＾2= 4,241 kg-m＾2
④ Ns
Ns= n*P＾0.5/H＾1.25= 475.41
⑤ Tm(rev,) :
from Table 10-2 and Fig. 10-20 in "Governing of Water Turbines, Blackie and Sones Ltd., 1970"
K= 0.71 <------ Ns
Tg= 30 sec (minimum closing time by supplier)
Tw/Tg= 0.43
dh= 0.30 < 0.7 ok :Pressure rise(designed by supplier)
dV= 0.6 0.6 :Speed Rise(designed by supplier)
Tm= 24.98 sec
⑥ WR＾2 (rev.)
WR＾2= 6.7*10000*P*Tm/n＾2= 3.303 kg-m
⑦ Conclusions
Tm= 24.98 sec
Tw= 12.83 sec
Tm= 24.90 > 32.08 NOT OK (minimum Tm)
Tm/Tw= 1.95 > 2.5 NOT OK
(2.5 is desirable minimum value off-line stability : HARZA)
B. 조압수조가 있는 경우(with SURGE TANK)
Installation of Surgetank : Yes
① Conditions
H = 14.16 M ; Gross Head
Hr = 13 M ; Rated net head
Hn = 13 M ;
Pinst = 2,940 kW
nos of units = 3 ea
ng = 0.94
Pt / Unit = 521 kW
N = 514 rpm
Fp = 0.80 power factor
kVA = 613 generator rating
Qnax = 27.80 cms
② Calculation of Tw
Warterway Li Vi LiVi Dia. Nos
(m) (m/sec) (m)
Headrace 95.00 2.21 210.16 4.00 1
Steel Penstock 12.00 2.21 26.55 4.00 1
Sum 107.00 236.71
Tw= (LV/Gh)= 1.86 sec
③ Min. starting time for stable governing : Tm
Tm= Fs*Tw= 4.65 sec (with relief valve Fs=2.5)
The required Min.
WR＾2= 6.7*10000*P*Tm/n＾2= 614 kg-m＾2
④ Ns
Ns= n*P＾0.5/H＾1.25= 475.41
⑤ Tm(rev,) :
from Table 10-2 and Fig. 10-20 in "Governing of Water Turbines, Blackie and Sons Ltd., 1970"
K= 0.71 <------ Ns
Tg= 13.00 sec (minimum closing time by supplier)
Tw/Tg= 0.14
dh= 0.13 < 0.7 OK :Pressure rise(designed by supplier)
dV= 0.6 0.6 :Speed Rise(designed by supplier)
Tm= 7.10 sec
⑥ WR＾2 (rev.)
WR＾2= 6.7*10000*P*Tm/n＾2= 939 kg-m
⑦ Conclusions
Tm= 7.10 sec
Tw= 1.86 sec
Tm= 7.10 > 4.65 OK (minimum Tm)
Tm/Tw= 3.82 > 2.5 OK
(2.5 is desirable minimum value off-line stability : HARZA)
이하, 본 발명에 따른 골프장용 계단식 소수력 발전방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 골프장용 계단식 소수력 발전방법은, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 골프장 내에서 서로 고저차를 가지는 다수개의 연못(10), 상기 다수개의 연못(10) 사이를 서로 연결하는 도수관(20), 및 연못(10) 사이를 연결하는 각 도수관(20) 하단부의 발전기(30)를 설치하는 단계와; 상기 각 도수관(20)으로부터 발전기(30)로 유입되는 연못 배출수의 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 각 밸브장치(91~93)를 설치하고, 상기 밸브장치(91~93)의 개폐 구동을 제어하기 위한 제어장치(90)를 구비하는 단계와; 고위치의 연못에서 저위치의 연못으로 각 도수관(20)을 통해 배출되는 수류의 낙차에 의해 발전기(30)에서 전기를 생산하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
즉, 최저위치의 연못(10)에서 최고위치의 연못으로 가압펌프(100)를 이용하여 물을 퍼 올리면서 고위치의 연못에서 저위치의 연못으로 도수관(20)을 통해 물을 배출하여 각 발전기(30)의 수차를 회전시킴으로써 전기를 생산하는 것이다.
또한, 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 골프장용 계단식 소수력 발전방법은, 최저위치의 연못(10)에서 최고위치의 연못으로 발전에 사용된 물을 다시 회수하여 순환시키는 구성부로서, 최저위치의 연못에서 최고위치의 연못으로 연결되는 회수관(21), 및 상기 최저위치의 연못으로부터 저장된 물을 펌핑하여 상기 회수관(21)을 통해 최고위치의 연못으로 압송하는 가압펌프(100)를 설치하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 각 연못에 수위계(71~74)를 설치하고, 각 연못(10)에서 배출되는 물의 배출유량을 검출하기 위한 유량계(81~84)를 설치하여, 가압펌프(100)를 통해 물을 순환시키면서 전기를 생산하되, 제어장치(90)가 수위계(71~74) 및 유량계(81~84)의 검출값에 기초하여 물의 순환량이 일정하게 유지되도록 상기 가압펌프(100)의 구동을 적절히 제어하도록 한다.
또한, 밸브장치(91~93)의 닫힘시에는 제어장치(90)가 상술한 바와 같이 완속 닫힘 제어를 수행한다.
이와 같이, 물을 발전기(30)의 발전용수로 사용할 경우 발전기(30)의 내구연한을 연장시킬 수 있는 효과가 있게 된다.
따라서, 본 발명의 소수력식 발전 시스템은 저수지 물 순환의 방식으로서, 낮은 곳의 물과 높은 곳의 물을 순환시키는 바이패스 원리로 펌프와 수차를 이용하여 발전하는 계단식 발전설비이다.
보통 양수수력발전소의 일부 구조적 안정성 해석시 반드시 수격압의 검토가 필수적이며, 이러한 측면에서 본 발명의 소수력식 발전 시스템은 수격압을 고려하여 조압수조(서지탱크)없이 수격압을 잡아주는 발전설비라 할 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
10 : 연못 20 : 도수관
30 : 발전기 71 ~ 74 : 수위계
81 ~ 84 : 유량계 90 : 제어장치
91 ~ 93 : 밸브장치 100 : 가압펌프
A : 골프장용 계단식 소수력 발전장치

Claims (13)

  1. 골프장 내에 서로 고저차를 가지도록 설치된 다수개의 연못(10);
    상기 다수개의 연못(10) 사이를 연결하는 각 도수관(20);
    상기 각 도수관(20)의 하단부에 설치되는 발전기(30);
    상기 각 도수관(20)으로부터 각 발전기(30)로 유입되는 연못 배출수의 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 밸브장치(91~93);
    상기 각 밸브장치(91~93)의 개폐 구동을 제어하기 위한 제어장치(90);
    를 포함하여 구성되고,
    상기 제어장치(90)에는 각 밸브장치(91~93)의 닫힘이 완료될 때까지의 시간 및 닫힘속도가 미리 설정되며,
    상기 각 밸브장치(91~93)는 제어장치(90)의 제어에 의해 미리 설정된 시간과 닫힘속도에 따라 그 닫힘이 완속 제어되므로서, 급격한 밸브 닫힘으로 인한 수격압 발생을 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 골프장용 계단식 소수력 발전장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 밸브장치(91~93)는 미리 설정된 7∼15초의 시간 동안 그 닫힘이 완속 제어되는 것을 특징으로 하는 골프장용 계단식 소수력 발전장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 밸브장치(91~93)의 완속 닫힘 제어는 단전시나 발전기(30)의 이상 발생시에 이루어지는 것임을 특징으로 하는 골프장용 계단식 소수력 발전장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    최저위치의 연못(10)에서 최고위치의 연못으로 발전에 사용된 물을 다시 회수하여 순환시키는 구성부로서, 최저위치의 연못에서 최고위치의 연못으로 연결되는 회수관(21)과;
    상기 최저위치의 연못으로부터 저장된 물을 펌핑하여 상기 회수관(21)을 통해 최고위치의 연못으로 압송하는 가압펌프(100);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골프장용 계단식 소수력 발전장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 가압펌프(100)의 구동은 제어장치(90)에 의해 제어되며,
    상기 제어장치(90)는 각 연못(10)에서 수위를 검출하는 수위계(71~74) 및 연못(10)으로부터 배출 또는 유입되는 물의 유량을 검출하는 유량계(81~85)의 검출값을 입력받아 이를 기초로 하여 물의 순환량이 일정하게 유지되도록 가압펌프(100)의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 골프장용 계단식 소수력 발전장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어장치(90)는 각 연못(10)에서 수위를 검출하는 수위계(71~74)의 검출값을 입력받아 해당 연못(10)의 수위가 방류 하한치 이하의 수위임을 판단하게 되면 상기 각 밸브장치(91~93)의 완속 닫힘 제어를 수행하도록 된 것을 특징으로 하는 골프장용 계단식 소수력 발전장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어장치(90)는 각 연못(10)에 방출되는 유량을 검출하는 유량계(81~84)의 검출값을 입력받아 유량의 변화에 따라 각 밸브장치(91~93)의 완속 닫힘 제어를 수행하도록 된 것을 특징으로 하는 골프장용 계단식 소수력 발전장치.
  8. 골프장 내에서 서로 고저차를 가지는 다수개의 연못(10), 상기 다수개의 연못(10) 사이를 연결하는 각 도수관(20), 및 상기 각 도수관(20) 하단부의 발전기(30)를 설치하는 단계와;
    상기 각 도수관(20)으로부터 발전기(30)로 유입되는 연못 배출수의 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 각 밸브장치(91~93)를 설치하고, 상기 밸브장치(91~93)의 개폐 구동을 제어하기 위한 제어장치(90)를 구비하는 단계와;
    상기 제어장치(90)에는 각 밸브장치(91~93)의 닫힘이 완료될 때까지의 닫힘시간 및 닫힘속도가 미리 설정되며,
    상기 각 밸브장치(91~93)는 제어장치(90)의 제어에 의해 미리 설정된 닫힘시간과 닫힘속도에 따라 그 닫힘이 완속 제어되므로서, 급격한 밸브 닫힘으로 인한 수격압 발생을 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 골프장용 계단식 소수력 발전장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 각 밸브장치(91~93)는 미리 설정된 7∼15초의 시간 동안 그 닫힘이 완속 제어되는 것을 특징으로 하는 골프장용 계단식 소수력 발전장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 밸브장치(91~93)의 완속 닫힘 제어는 단전시나 발전기(30)의 이상 발생시에 이루어지는 것임을 특징으로 하는 골프장용 계단식 소수력 발전방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    최저위치의 연못(10)에서 최고위치의 연못으로 연결되는 회수관(21) 및 상기 최저위치의 연못으로부터 저장된 물을 펌핑하여 상기 회수관(21)을 통해 최고위치의 연못으로 압송하는 가압펌프(100)를 설치하는 단계를 더 포함하고,
    상기 가압펌프(100)를 통해 최저위치의 연못(10)에서 최고위치의 연못으로 발전에 사용된 물을 다시 회수하여 순환시키면서 전기를 생산하는 것을 특징으로 하는 골프장용 계단식 소수력 발전방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 가압펌프(100)의 구동은 제어장치(90)에 의해 제어되며, 상기 제어장치(90)는 각 연못(10)에서 수위를 검출하는 수위계(71~74) 및 각 연못(10)으로부터 배출되는 물의 유량을 검출하는 유량계(81~84)의 검출값을 입력받아 이를 기초로 하여 물의 순환량이 일정하게 유지되도록 가압펌프(100)의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 골프장용 계단식 소수력 발전방법.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어장치(90)는 각 연못(10)에서 수위를 검출하는 수위계(71~74)의 검출값을 입력받아 해당 연못(10)의 수위가 방류 하한치 이하의 수위임을 판단하게 되면 상기 각 밸브장치(91~93)의 완속 닫힘 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 골프장용 계단식 소수력 발전방법.
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