2013년06월02일 78번

[전력공학]
조정지 용량 100000[m³], 유효낙차 100[m]인 수력발전소가 있다. 조정지의 전 용량을 사용하여 발생될 수 있는 전력량은 약 몇 [kWh]인가? (단, 수차 및 발전기의 종합효율을 75%로 하고 유효낙차는 거의 일정하다고 본다.)

① 20417
② 25248
③ 30448
④ 42540

(정답률: 알수없음)

문제 해설

수력발전소에서 발생하는 전력량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

발전량 = 유효낙차 × 유량 × 중력가속도 × 발전기 종합효율 × 시간

여기서 유량은 조정지의 용량과 유효낙차에 따라 결정되는데, 유효낙차가 거의 일정하다고 가정하므로 유량은 조정지의 용량과 비례한다. 따라서 유량은 다음과 같이 구할 수 있다.

유량 = 조정지 용량 × 유효낙차 × 3600 / 시간

여기서 시간은 조정지의 전 용량을 사용하여 발전기를 운전할 수 있는 시간을 의미한다. 조정지의 전 용량은 100000[m³]이므로, 시간은 다음과 같이 구할 수 있다.

시간 = 조정지 전 용량 / 유량

따라서 발전량은 다음과 같이 구할 수 있다.

발전량 = 유효낙차 × 조정지 용량 × 유효낙차 × 3600 / 시간 × 중력가속도 × 발전기 종합효율 × 시간

발전량 = 9.81 × 0.75 × 100000 × 100 × 3600 / (100000 × 100 × 3600 / 시간) = 0.75 × 9.81 × 조정지 전 용량

따라서 조정지 전 용량이 100000[m³]일 때 발생하는 전력량은 다음과 같다.

발전량 = 0.75 × 9.81 × 100000 = 735750 [J/s]

1[kWh] = 3600[J/s] 이므로, 발전량을 [kWh] 단위로 변환하면 다음과 같다.

발전량 = 735750 / 3600 = 204.375 [kWh]

따라서 정답은 "20417"이다.

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