마이크로 하이드로에 중요한 요소인 터빈

마이크로 하이드로에 중요한 요소인 터빈

 

Micro hydro power는 가장 간단하고 일관된 형태 또는 재생 가능 에너지 중 하나일 수 있습니다. 집에 물이 흐르고 있다면 전기를 생산하기 위해 소규모 수력 발전 시스템을 구축하는 것을 고려할 수 있습니다.

 

Micro hydro power 시스템은 일반적으로 최대 100kW의 전기를 생성합니다. 농부와 목장주를 포함하여 주택 소유주와 소기업 소유주가 사용하는 대부분의 수력 발전 시스템은 마이크로 수력 발전 시스템으로 적합합니다.

 

그리고 10킬로와트 마이크로 수력 발전 시스템은 일반적으로 큰 집, 작은 리조트 또는 취미 농장에 충분한 전력을 제공할 수 있습니다.

 

마이크로 수력 발전 시스템은 흐르는 물의 에너지를 전기로 변환되는 회전 에너지로 변환하기 위해 터빈, 펌프 또는 수차가 필요합니다.

 

Run-of-the-river 마이크로 수력 발전 시스템은 다음과 같은 기본 구성 요소로 구성됩니다.

 

물 운반-물을 운반하는 수로, 파이프라인 또는 가압 파이프라인 터빈, 펌프 또는 물레방아-흐르는 물의 에너지를 회전 에너지로 변환, 발전기 또는 발전기-회전 에너지를 전기로 변환, 레귤레이터-발전기 제어, 배선-전기를 전달합니다. 터빈과 발전기는 같이 작동되어야 합니다.

 

또한, 많은 시스템에서 인버터를 사용하여 시스템에서 생성된 저전압 직류 전기를 120 또는 240볼트의 교류 전기로 변환합니다.

 

이것으로 DC 전기로 작동하는 가전제품을 사용할 수 있는 것입니다. 마이크로 수력 발전 시스템이 그리드 연결 또는 독립형인지 아닌지에 따라 시스템 구성 요소의 균형이 결정됩니다.

 

 

예를 들어, 일부 독립형 시스템은 배터리를 사용하여 시스템에서 생성된 전기를 저장합니다.

 

그러나 수력 자원은 자연적으로 풍력이나 태양열 자원보다 계절마다 영향도를 적게 받고 언제든지 전기가 생성될 수 있으므로, 배터리는 마이크로 수력 시스템에 항상 실용적이지 않을 수 있습니다.

 

배터리를 사용하는 경우 장거리에 걸쳐 저전압 전력을 전송하기 어렵기 때문에 가능한 한 터빈에 가깝게 배치해야 합니다.

 

 

임펄스 터빈 가장 복잡한 설계를 가진 임펄스 터빈은 하이 헤드 마이크로 하이드로 시스템에 가장 일반적으로 사용됩니다.

 

 

그들은 러너라고 불리는 터빈 휠을 움직이기 위해 물의 속도에 의존합니다. 가장 일반적인 유형의 임펄스 터빈에는 Pelton 휠과 Turgo 휠이 있습니다.

 

Pelton 휠-제트 힘의 개념을 사용하여 에너지를 생성합니다. 물은 한쪽 끝에 좁은 노즐이 있는 가압 파이프라인으로 유입됩니다. 물은 노즐에서 분사되어 휠에 부착된 이중 컵 버킷을 때립니다.

 

구부러진 버킷에 대한 제트 스프레이의 영향은 70–90 %의 고효율 비율로 휠을 회전시키는 힘을 생성합니다. Pelton 휠 터빈은 다양한 크기로 제공되며 저 유량 및 높은 헤드 조건에서 가장 잘 작동합니다.

 

Turgo 임펄스 휠-Pelton의 업그레이드 버전. 같은 제트 스프레이 개념을 사용하지만 Pelton의 절반 크기 인 Turgo 제트는 스프레이가 한 번에 3개의 버킷에 닿도록 각도가 있습니다.

 

결과적으로 Turgo 휠은 두 배 빠르게 움직입니다. 또한, 부피가 작고 기어가 거의 필요하지 않으며 문제없는 작동으로 좋은 평판을 얻고 있습니다.

 

Turgo는 저 유량 조건에서 작동할 수 있지만, 중간 또는 높은 헤드가 필요합니다. 잭 래빗 터빈-최소 13인치의 물과 헤드 없이 하천에서 전력을 생성할 수 있는 드롭인 더 크릭 터빈입니다.

 

잭 래빗의 출력은 최대 100와트이므로 사이트에 따라 일일 출력은 평균 1.5 ~ 2.4 킬로와트-시입니다. Aquair UW 수중 수력 발전기라고 도합니다.

 

 

매우 효율적인 반응 터빈은 에너지를 생산하기 위해 속도보다는 압력에 의존합니다. 반응 터빈의 모든 블레이드는 물과 지속해서 접촉을 유지합니다.

 

이 터빈은 종종 대규모 수력 발전소에서 사용됩니다. 복잡성과 높은 비용 때문에 반응 터빈은 일반적으로 마이크로 수력 발전 프로젝트에 사용되지 않습니다.

 

 

예외적으로 프로펠러 터빈은 다양한 디자인으로 제공되며 보트의 프로펠러처럼 작동합니다. 프로펠러 터빈에는 일반적으로 러너에 정렬된 서로 다른 각도로 설정된 3~6 개의 고정 블레이드가 있습니다.

 

 

전구, 관형 및 Kaplan 관형은 프로펠러 터빈의 변형입니다. 융통성이 뛰어난 프로펠러 시스템인 Kaplan 터빈은 마이크로 하이드로 사이트에 사용할 수 있습니다.

 

기존의 펌프는 수력 터빈 대신 사용할 수 있습니다. 펌프의 동작이 역전되면 터빈처럼 작동합니다. 펌프는 대량 생산되기 때문에 터빈보다 더 쉽게 찾을 수 있습니다. 그리고 펌프는 저렴합니다.

 

그러나 적절한 펌프 성능을 위해 마이크로 수력 발전소는 유량이 상당히 일정해야 합니다. 펌프는 또한 효율성이 떨어지고 손상되기 쉽습니다.

 

터빈과 펌프는 둘 다 장단이 있으며, 상황에 맞게 사용을 해야 하는 부분입니다. 아파트의 상수도의 물 흐름은 일정하기가 어렵습니다. 밤의 경우는 물의 사용이 많지 않기 때문입니다.

 

하지만 적절한 상황과 기술의 해법이 있을 것으로 보며, 다음 포스팅에서 한번 어떤 대응 방안이 있는지 알아보도록 하겠습니다. 이처럼 해외의 여러 터빈 기술을 가진 정보들을 정리해보았는데, 쉽지 않은 내용 같습니다.