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수력계산 문제

유효낙차 10[m], 유수량 120[m3/s]을 이용하는 수력발전소가 있다. 아래 그림에서 보는바와 같이 피크부하에 대해서 전력을 공급하기 위하여 이 발전력을 사용해서 양수발전소를 건설하고자 한다. 양수발전소의 유효낙차를 100[m]로 했을 경우의 저수지 용량은 얼마인가? 단, 수차와 발전기의 종합효율은 80[%], 펌프와 모터 효율은 각각 80[%]라고 한다.

1. 수력발전소 출력( P1 )

\[P_1=9.8Q_1H_1\eta=9.8\times120\times10\times0.8=9,408[kW]\]

2. 피크부하시 부족한 전력(P2)및 전력량(W2) …양수발전력

\[P_2=P_p-P_1=12,000-9,408=2,592[kW]\] \[W_2=2,592\times2=5,184[kWh]\]

3.양수발전소 필요한 유량(Q2)

\[P_p=9.8Q_2H_2 \eta_t \eta_g\] \[Q_2=\frac{P_2}{9.8H_2\eta_t\eta_g}=\frac{2,592}{9.8\times100\times0.8}\fallingdotseq3.3[m^3/s]\]

4. 저수지 용량(V[m3])

\[V=Q_2\times T_p\times3,600=3.3\times2\times3,600=23,760[m^3]\]

5. 양수에 필요한 전력량(Wp)

\[W_p=\frac{W_2}{\eta_p\eta_m}=\frac{5,184}{0.8\times 0.8}=8,100[kWh]\]

6. 경부하시의 발전소의 잉여전력량(W0)

\[W_0=(9,408-8,500)\times 22=19,976[kWh]\]

7.양수발전소 가동 후 잉여전력량(W’0)

\[W’_0=19,976-8,100=11,876[kWh]\]
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