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논문실적
| 유량변동 대응형 소수력 발전시스템 개발 및 분석 |
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학술지명 대한기계학회 플랜트부문 춘계학술대회
저자 조용
발표일 2015-05-21
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정부의 신재생에너지 보급 및 공급의무화 사업으로 인해 소수력에 대한 설치가 확대되고 있으나, 유량 변동이 심한 곳은 발전 가능한 유량 공급이 이루어지는 시간이 제한되는 어려움이 있었다. 최근 유량 변동에 대응하여 발전기 회전속도를 제어하는 가변속 소수력 발전기에 대한 관심이 높아지게 되어 본 연구에서는 날개 고정형 프로펠러 수차, 영구자석 동기발전기, 전력변환기 등으로 이루어진 유량변동 대응형 소수력 발전시스템을 개발하게 되었다. 가이드베인은 유량을 제어하면서 수차의 유입 유속을 제어하고, 수차는 최대 효율 또는 최대 출력을 발생할 수 있는 회전속도로 회전하게 된다. 수차와 동일 축으로 연결되어 있는 영구자석 동기발전기는 수차의 회전속도로 인해 전력 계통의 주파수로 발전을 하지는 못하지만, 컨버터와 인버터로 구성된 전력변환기에서 전압과 주파수를 변환하여 전력 계통에 공급을 하도록 구성되어 있다. 소수력발전기는 유량제어가 용이한 현장에 설치가 되어 수차의 회전속도를 300rpm~1,260rpm으로 변화시키고, 가이드베인 개도를 6°~59°까지 변화하여 발전시스템의 성능분석 테스트를 수행하였다. 그 결과 유량은 0.18m3/s~1.29m3/s으로 변화되었고 발전기 출력은 최저 2.7kW에서 최대 89.8kW까지 나타남을 확인하여, 정속 수차와 비교하여 발전시스템의 유량 및 출력 운전 범위를 매우 폭 넓게 제어할 수 있음을 확인하였다. |
