• 제목/요약/키워드: 마이크로 소수력

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마이크로그리드와 소수력 에너지의 융합을 통한 에너지 효율화 기법 (A Scheme on Energy Efficiency Through the Convergence of Micro-grid and Small Hydro Energy)

  • 강보선;이근호
    • 한국융합학회논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.29-34
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    • 2015
  • 점차 스마트그리드 기술이 발전됨에 따라서 에너지의 효율성에 이목이 집중되고 있다. 그래서 스마트그리드를 구성하고 있는 마이크로그리드 내의 에너지를 독립적으로 관리하기 위해서는 신재생에너지에 대한 연구를 필요로 한다. 그중에서도 소수력 에너지는 마이크로그리드내의 사용자가 사용하는 물의 양에 따라서 그 어디에도 설치 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 사용자들이 주거하는 아파트, 공동주택에서 사용하고 있는 하수량을 기반으로 전기 발전량과 발전기의 가동률을 측정하여 측정값이 소수력 발전에 적합한지 알아본다. 적합한 아파트, 공동주택에서는 위치에너지를 활용하여 발생한 하수를 소수력 발전기로 전기를 생산 한다. 마이크로그리드의 에너지 관리 시스템과 전기 저장 장치를 도입하여 보다 효율적인 관리를 제안하고자 한다.

저낙차에서 와류발생부를 구비한 마이크로 소수력에 관한 실험 연구 (Experimental Study of Micro hydropower with Vortex Generation at Lower Head Water)

  • 최인호;김종우;정기수
    • 한국습지학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.121-129
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    • 2020
  • 본 논문은 자유수면을 가지는 와류유동 내 저낙차에서 마이크로 소수력에 관한 실험 연구이다. 내부 곡선 모서리가 있는 직선, 곡선, 비틀린 블레이드의 와류 높이, 터빈 회전 및 토크를 개수로 유입구의 유량 0.0069 ㎥/s 조건에서 측정하였다. 실험결과로서 최적의 와류 강도는 와류 발생부의 외부직경과 유출구 직경 비율 0.17~18.5 범위에서 발생했다. 직선 블레이드 출력과 효율은 다른 블레이드와 비교하여 높게 나타났다. 가장 높게 생성된 에너지는 12.33 W이고, 토크는 0.91 N·m이다. 유효낙차를 고려한 경우 가장 높은 효율은 29.5 %인 반면 와류 높이를 고려한 가장 높은 효율은 회전수 132 rpm에서 80.5 %이다. 직선 블레이드의 와류 유속은 개수로 유입구의 평균 유속보다 약 2.8배 더 크게 나타난다.

부동 소수점 가산기 모듈의 설계와 PCI 인터페이스를 통한 검증 (Design of Floating Point Adder and Verification through PCI Interface)

  • 정명수;손승일
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2006년도 춘계종합학술대회
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    • pp.886-889
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    • 2006
  • 수치연산 보조프로세서로도 알려져 있는 부동 소수점 연산장치(FPU)는 컴퓨터가 사용하는 기본 마이크로프로세서보다 더 빠르게 숫자를 다를 수 있는 특별한 회로 설계 또는 마이크로프로세서를 말한다. FPU는 전적으로 대형 수학적 연산에만 초점을 맞춘 특별한 명령 셋을 가지고 있어서 그렇게 빠르게 계산을 수행할 수 있는 것이다. FPU는 오늘날의 거의 모든 PC에 장착되고 있지만, 실은 그것은 그래픽 이미지 처리나 표현 등과 같은 특별할 일을 수행할 때에 필요하다. 초창기 컴퓨터 회사들은 각기 다른 연산방식을 사용했다. 이에 따라 연산결과가 컴퓨터마다 다른 문제점을 해결하기 위해 IEEE에서는 부동 소수점에 대한 표준안을 제안하였다. 이 표준안은 IEEE Standard 754 이며, 오늘날 인텔 CPU 기반의 PC, 매킨토시 및 대부분의 유닉스 플랫폼에서 컴퓨터 상의 실수를 표현하기 위해 사용하는 가장 일반적인 표현 방식으로 발전하였다. 본 논문에서는 부동 소수점 표준안 중 32-bit 단일 정밀도 부동 소수점 가산기를 VHDL로 구현하여 FPGA칩으로 다운하고 PCI 인터페이스를 통해 Visual C++로 데이터의 입출력을 검증하였다.

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블레이드 형상 변화에 따른 마이크로 튜블러 수차의 CFD 성능해석 (CFD Performance analysis of Micro Tubular-type hydro turbine by blade shape)

  • 박지훈;황영철;모장오;김유택;이영호
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.206.1-206.1
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    • 2011
  • Recently, various developments in the area of small hydropower have being made and small hydro turbines are suitable for domestic use because it is a clean and renewable energy source. A small hydropower generator produces power by using the different water pressure levels in pipe lines and energy which was initially wasted by use of a reducing valve at the end of the pipeline is instead collected by a tubular-type hydro turbine in the generator. In this study, in order to acquire the performance of tubular-type hydro turbine applied, the output power, head, efficiency characteristics due to the different guide vane and runner vane angle are examined in detail. Moreover, influences of pressure and velocity distributions with the variation of guide vane and runner vane angle on turbine performance are investigated by using a commercial CFD code.

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정수장 마이크로 소수력 발전기 적용에 대한 연구 (A Study on the Application of Micro Hydro Power Generator at the Water Treatment Plant)

  • 김종겸;박영진;김일중
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제28권9호
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    • pp.67-72
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    • 2014
  • Inflow or outflow from the water treatment plant and the sewage water has potential energy. If this potential energy can be converted into electrical energy by water turbine generator, it can help to save energy because of the high capacity utilization. So recently, micro hydro power plant is reviewed in the water treatment facility. If generation capacity is low, induction generator is primarily used. If output capacity is low, generated power is supplied to the inside load. Induction generator can cause voltage drop by the inrush current at a start-up and requires reactive power for magnetization. In this study, we analyzed the flow of power and voltage variation against inrush current that occurs when the induction generator starts under the terms that loads of linear and non-linear of the water purification plant are used. Analysis results are that the voltage drop is within an allowable range and the power factor is slightly reduced by the need of reactive power.

디퓨져를 이용한 튜블러형 상반전 수차의 CFD 성능해석 (CFD Analysis of a Counter-rotating Tubular Type Micro-Turbine with Diffuser)

  • 이낙중;박지훈;황영호;김유택;이영호
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.205.2-205.2
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    • 2011
  • Micro hydraulic turbines take a growing interest because of its small and simple structure as well as high possibility of applying to micro and small hydropower resources. The differential pressure exiting within the city water pipelines can be used efficiently to generate electricity like the energy generated through gravitational potential energy in dams. In order to reduce water pressure at the inlet of water cleaning centers, pressure reducing valves are used widely. Therefore, pressure energy is wasted. Instead of using the pressure reduction valve, a micro counter-rotating hydraulic turbine can be replaced to get energy caused by the large differential pressure found in the city water pipelines. In this study, in order to acquire design data of counter-rotating tubular type micro-turbine, output power, head, and efficiency characteristics due to the diffuser.

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마이크로 컴퓨터를 이용한 소수력발전소 PID 조속기에 관한 연구 (A Study on the Microcomputer-based PID Governor for Small Hydro Power Plant)

  • 신동렬;이규현;이원용
    • 대한전기학회논문지
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    • 제36권7호
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    • pp.492-500
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    • 1987
  • Microcomputer-based PID governor which can be provided either stability or rapid response for small hydro power plant at low cost is developed and adapted to the 5 KW model hydro power for the performance test. The effects of PID gains on stability boundaries of the hydraulic turbine generating system is investigated. For the optimum selection of the PID gains, general equations are derived on the base of the experiments. This control system has a good performance at the model of hydro power plant. For the prediction of the control system, a mathematical model was developed and the results of the simulation using this model was matched with the experimental results.

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하수처리장 적용을 위한 Semi-카플란 수차가 장착된 마이크로수력발전 시스템: 기흥레스피아 사례 (Micro-Hydropower System with a Semi-Kaplan Turbine for Sewage Treatment Plant Application: Kiheung Respia Case Study)

  • 채규정;김동수;천경호;김원경;김정연;이철형;박완순
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.363-370
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    • 2013
  • 소수력발전은 하수처리장 에너지 자립을 위한 효과적인 대안이다. 본 연구는 유량변동이 크고 유효낙차가 낮은 중소형 하수처리장(기흥레스피아) 적용을 위해 피치조절형 세미카플란(semi-kaplan) 마이크로수력발전의 적용 타당성을 평가하였다. 가변피치 semi-kaplan 수차는 유량조절을 위한 가이드베인은 생략하고 피치조절형 런너를 장착하여 기계적 결함은 줄이면서 유량변동이 큰 처리장에 특화된 기술이다. 마이크로수력발전 시스템은 설계조건(유량 0.35 $m^3/s$, 유효낙차 4.7 m)에서 90.2%의 수차효율 달성이 가능하였고 발전용량은 13.4 kW로 산정되었다. 설비가동률 74%로 가동 시 연간 약 86.8 MWh 에너지 생산을 통해 2.1%의 에너지 자립이 가능하고 이는 연간 49톤의 $CO_2$ 감축효과와 맞먹는다. 경제성 평가결과 초기 건설공사비가 200,000,000원 이하인 경우에는 내부수익률은 6.1%, 순현가는 15,539,000원, 편익-비용률은 1.08, 투자회수년은 15.5년으로 경제성이 충분한 것으로 나타났다.