• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.70-70
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• 2020

기후변화 대응을 위해 파리기후협약에서는 온실가스 배출량 감축을 위한 구체적인 목표를 제시하였다. 에너지 분야는 온실가스가 가장 많이 배출되는 분야 중 하나이며, 온실가스 감축 방안으로 신재생 에너지에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히 수력에너지는 신재생 에너지 중 가장 현실적이고 많이 활용되는 에너지원으로 각광받고 있다. 아시아 지역은 개발도상국이 다수 위치하고 있고 미개발된 잠재 수력에너지가 풍부한 지역으로 국내 기업의 진출 가능성이 높은 지역이다. 수력에너지 개발을 위해서는 수력 발전 가능량 평가가 필수적이며, 수력 발전 가능량은 기후, 수문조건에 민감하게 반응하기 때문에 기후변화에 따른 수력 발전 가능량의 변동 가능성이 있다. 본 연구에서는 아시아 지역에 대한 AR5 기후변화 시나리오 기반 수력 발전 가능량을 전망하고 분석하고자 하였다. 수력 발전 가능량 산정을 위한 수문 자료 생성은 지표수문해석 모형 VIC (Variable Infiltration Capacity)를 이용하였으며, 모형 입력 자료로 APHRODITE (Asian Precipitation -Highly Resolved Observational Data Integration Towards Evaluation of water resources) 기상 자료, USGS (U.S. Geological Survey) 수치지형도, FAO (Food and Agriculture Organization) 토양도, NCC (Norwegian Climate Centre) NorESM 기후변화 시나리오를 활용하였다. 분석결과 수력 발전 가능량은 과거 및 미래 기간에 동남아시아, 남아시아 지역에 풍부한 것으로 나타났다. 동남아시아는 유출량이 풍부하며, 남아시아는 유역별 낙차가 크기 때문에 수력 발전 가능량이 풍부한 것으로 나타났다. 따라서 동남아시아 지역의 수력 발전 가능량이 남아시아에 비해 기후변화의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 또한 미래 기후변화로 인해 유출량의 변동 폭이 더욱 넓어져 발전 효율이 감소하는 것으로 나타나 수력발전의 안정성이 감소하였다. 본 연구는 아시아 지역의 수력 발전 가능량을 산정하고 특징을 분석하였다는 점에서 의미가 있다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.57 no.7
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• pp.481-491
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• 2024

Recent droughts make hydroelectric power generation (HPG) decreasing. Due to climate change in the future, the frequency and intensity of drought are expected to increase, which will increase uncertainty of HPG in multi-purpose dams. Therefore, it is necessary to estimate the amount of HPG according to climate change scenarios and analyze the effect of drought on the amount of HPG. This study analyzed the future HPG of the Soyanggang Dam and Chungju Dam according to the SSP2-4.5 and SSP5-8.5 scenarios. Regression equations for HPG were developed based on the observed data of power generation discharge and HPG in the past provided by My Water, and future HPGs were estimated according to the SSP scenarios. The effect of drought on the amount of HPG was investigated based on the drought severity calculated using the standardized precipitation index (SPI). In this study, the future SPIs were calculated using precipitation data based on four GCM models (CanESM5, ACCESS-ESM1-5, INM-CM4-8, IPSL-CM6A) provided through the environmental big data platform. Overall results show that climate change had significant effects on the amount of HPG. In the case of Soyanggang Dam, the amount of HPG decreased in the SSP2-4.5 and SSP5-8.5 scenarios. Under the SSP2-4.5 scenario the CanESM model showed a 65% reduction in 2031, and under the SSP5-8.5 scenario the ACCESS-ESM1-5 model showed a 54% reduction in 2029. In the case of Chungju Dam, under the SSP2-4.5 and SSP5-8.5 scenarios the average monthly HPG compared to the reference period showed a decreasing trend except for INM-CM4 model.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.156-156
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• 2015

최근 화석연료의 사용으로 인한 지구온난화 등 환경파괴가 점점 증가하는 추세이며 이로 인해 신재생에너지 중 하나인 수력발전이 주목받고 있다. 수력발전은 물의 위치에너지를 기계에너지로 이를 다시 전기에너지로 변환하는 친환경적인 방식으로 운영된다. 수력발전량은 우리나라 전체 발전량의 1.5% 정도로 적은 양의 발전량을 생산하지만 가동시간이 짧아 전력수요가 급변하는 상황에 대비 가능하기 때문에 수력발전은 필수적이다. 기후변화의 영향으로 연평균강수량은 증가하는 양상을 보이나 연 강수일수는 줄어드는 등 수자원의 불확실성이 증가하고 있는 실정이다. 따라서 미래 불확실한 수자원 공급에 대비할 수 있는 수자원의 효율적 활용에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 하천의 유량이 계절에 따라 변동 폭이 크다는 점을 고려하며 월별 발전량을 최대화하기 위해 선형계획법을 적용하는 모형을 구축하였다. 선형계획법은 목적함수와 제약조건식 모두 1차식으로 비선형항을 포함할 수 없으나 초기 해가 불필요하고 최적해가 보장된다는 장점을 가진다. 일부 목적함수나 제약조건식에 비선형항이 포함되어 있을 경우 Successive Linear Programming(SLP), Piecewise Linear Programming(PLP), Taylor Expansion 등의 방법을 이용하여 선형화할 수 있다. 본 연구에서 비선형 제약조건은 Taylor Expansion을 이용하여 선형화하였으며 한강수계 9개 댐의 월간 발전량을 최대화시키는 장기 운영 모형을 구축하였다. 개발 환경은 Linux-CentOS이며 사용프로그램은 통계 분석에 많이 활용되는 R programming이다. R programming은 패키지를 이용한 개발이 용이하고 Windows 뿐만 아니라 Linux, Mac, Unix 등의 운영체제에서도 호환 가능하다는 장점이 있다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.38 no.1
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• pp.25-35
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• 2005

Nowaday the amount of water resource to generate the hydro-power energy has decreased as that of the water supply has increased. In case that the national market of the energy will be in free competition, the energy producer need to suggest the amount of the optimal supply with the hydrological reliability for a deal. In this study the optimal reservoir operation was performed by the linear programming and the optimal reliabilities of inflows and the power supply were obtained by the one dimensional search technique to estimate the energy with the optimal inflow reliability which the power system of the Yongdam multipurpose dam in Geum river can produce. And the main results were presented.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.32 no.3
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• pp.281-289
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• 1999

Small-scale hydropower projects at existing agricultural reservoirs can contribute to produce electric energy by maximizing the use of releases from the reservoirs. The irrigation water duration, the reservoir hydropower simulation, and the nonlinear programming model are employed to estimate potential hydroelectric energy at an existing reservoir. The nonlinear programming model consists of finding a maximum hydroelectric energy subject to irrigation water demand constraints. The sample reservoir given a set of inflow and irrigation water is considered. The optimal solutions by the optimization model yield the most hydroelectric energy for the analysis period in the three methods. Consequently, the nonlinear programming model uses the most water for hydropower generation with respect to the total inflow of the sample reservoir. It is also found that additional storage by increasing the normal water level of the sample reservoir does not significantly increase the annual hydroelectric energy for the given reservoir. It is expected that the optimization model and the proposed procedure for estimating potential hydroelectric energy can be applied to evaluate feasibility analysis for small scale hydropower additions at existing agricultural dams.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2011.05a
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• pp.405-406
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• 2011

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.208.2-208.2
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• 2011

기존의 수력발전방식은 물의 위치에너지를 이용하므로 적합한 입지가 제한된다. 그러나 수류에너지를 이용한 발전방식은 기존의 수력발전과는 달리 물의 운동에너지를 이용하기 때문에 입지에 제한이 적으며, 물은 밀도가 크기 때문에 작은 유속으로도 많은 에너지를 생산할 수 있고,댐을 필요로 하지 않으므로 하천생태계 및 환경에 영향을 주지 않는 장점이 있다. 따라서 하천 뿐 아니라 기존 물관련시설의 미활용 방류수를 이용할 수 있으므로 수력잠재량이 매우 크다. 본 연구에서는 다목적댐 방수로의 수류에너지 잠재량 산정을 위하여 유역면적이 $2,285km^2$ 이고 연평균 방류량이 약 $29,389m^3/s$ 인 남강댐을 선정하였다. 분석결과 남강 다목적댐의 방수로를 이용한 수류에너지 잠재량은 연간 약 639,685.35kWh로 산정되었다. 향후 하천생태계와 환경에 영향을 주지않는 재생에너지원으로서의 수류에너지 이용은 미활용에너지의 적극 활용 측면과 미래전력 수요에 대한 중요한 원천으로써 재고되어야 할 것이다.

• JOURNAL OF ELECTRICAL WORLD
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• no.6 s.2
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• pp.33-38
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• 1974

우리나라 남${\codt}$서해안선의 총 연장은 5,000천에 달하며 크고 작은 섬들만도 2,000여개가 산재하고 있다. 여기에 밀려드는 조석 및 파력에너지의 포장량은 전력으로 환산하여 줄잡아 $10^{8}KW$ Order의 ''이론적 포장에너지량''이 부존하고 있다고 생각된다. 수력의 경우 구주각국이나 일본에 있어서는 ''기술적 포장수력''의 $25{\~}50{\%}$가 ''기술적 포장수력''으로, 그리고 $10{\~}20{\%}$가 ''경제적 포장수력''이라는 통계치가 나와 있다. 조력의 경우 이와같은 수치를 그대로 적용할 수는 없겠지만, 수천만kw Order의 기술적 또는 경제적 포장능력이 우리나라 남서해안에 부존할 수 있음에 수긍이 간다. 이론적으로 포장량을 기술적 포장량으로 바꾸고 이를 다시 실현성있는 경제적 포장량화하는 원동력은 인간의 지혜 곧 ''기술''과 역사의 흐름 곧 ''시운''에 좌우된다고 하겠다. 정부는 국내 부존에너지자원의 활용 극대화를 위하여 ‘74년도 우리나라 서해안의 조력발전기초조사를 과학기술처 산하 ${\ulcorner}$한국해양개발연구소${\lrcorner}$를 중심으로 하여 실시하게 된다. 국내 관계기관 및 전문가들의 적극적 참여와 협조를 바란다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.196-196
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• 2018

북한의 에너지 공급은 석탄과 수력 위주로 구성되어 있지만, 수력이 북한 발전량의 약 63%를 차지할 만큼 비중이 높다. 북한은 지리적으로 수력발전 개발에 많은 이점을 가지고 있는 만큼 북한 수자원 개발 사업에 진출하거나, 통일을 대비하기 위해 댐 개발 가능지역에 대한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 댐 개발이 가능한 북한지역의 33개 유역에 대해 SWAT 모형을 활용하여 장기유출 모의를 수행하였다. 북한지역에 대한 직접적인 자료 획득이 어려운 현실에서 장기유출 모의를 위해 수치표고자료는 일본우주항공연구개발기구(JAXA)에서 제공하는 30 m DEM을 활용하였으며, 기상자료는 북한이 세계기상기구(WMO)에 제공한 자료를 이용하였고, 토지이용 및 토양 자료는 WaterBase에서 제공하는 자료를 활용하였다. 1988년부터 2017년 까지 30년간의 일 유출량을 모의하였으며, 연간발전가능량 계산을 위한 사용수량은 해당 유역의 풍수량을 사용하였으며, 수차효율과 발전기효율의 합성효율은 댐 설계기준에서 제시한 계획단계의 85%를 적용하였다. 유효낙차와 발전능률은 기존 연구에서 제시한 92%와 66%를 적용하였다. 본 연구에서 추정한 북한 지역의 개발 가능한 댐의 연간발생전력량은 향후 수자원분야의 북한 진출을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.621-621
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• 2012

기존의 수력발전방식은 물의 위치에너지를 이용하므로 적합한 입지가 제한된다. 그러나 수류에너지를 이용한 발전방식은 기존의 수력발전과는 달리 물의 운동에너지를 이용하기 때문에 입지에 제한이 적으며, 물은 밀도가 크기 때문에 작은 유속으로도 많은 에너지를 생산할 수 있고,댐을 필요로 하지 않으므로 하천생태계 및 환경에 영향을 주지 않는 장점이 있다. 따라서 하천 뿐 아니라 기존 물관련시설의 미활용 방류수를 이용할 수 있으므로 수력잠재량이 매우 크다. 본 연구에서는 다목적댐 방수로의 수류에너지잠재량 산정을 위하여 유역면적이 $6,648km^2$이고 연평균 방류량이 약 $66.770m^3/s$인 충주댐을 선정하였다. 분석결과 충주 다목적댐의 방수로를 이용한 수류에너지 잠재량은 연간 약 373,687kWh로 산정되었다. 향후 하천생태계와 환경에 영향을 주지않는 재생에너지원으로서의 수류에너지 이용은 미활용 에너지의 적극 활용 측면과 미래전력 수요에 대한 중요한 원천으로써 재고되어야 할 것이다.