전지구적인 에네르기수요가 증가함에 따라 깨끗하고 재생가능하며 지속개발가능한 조석에네르기는 중요한 에네르기원천으로 되고있다. 조수력발전소는 저수지나 하천들과 달리 수문동력학적환경이 매우 복잡한 조석하구나 좁은 연안만들에 설치하게 된다. 이런 연안지역에서는 시간에 따르는 조석물높이와 조석흐름속도에서의 변화가 뚜렷하게 나타난다. 따라서 조석물높이와 조석흐름속도에서의 변화가 조수력발전소수문이나 타빈류통부의 통수능력에 주는 영향, 그에 따르는 조수력발전소전력생산평가와 관련한 연구가 중요하게 제기된다.
우리 연구집단에서는 연안지역의 기본해양동력학적현상들인 조석물높이변동과 조류속도변화가 조수력발전소수문류통부의 통수능력과 전력생산량에 주는 영향을 평가하기 위한 연구를 진행하였다.
상류접근속도를 고려한 류통부의 통수량방정식은 다음과 같이 주어진다.
Q=Cd×Ae× (2×g×Δhe)1/2
식에서 Cd는 물류통부의 류량곁수, Ae는 출구단면의 면적, g는 중력가속도, 상류단면과 출구단면사이의 락차 Δhe는 다음과 같이 계산된다.
Δhe=[hu+Vu2/(2×g)]-hd
식에서 hu는 상류단면에서의 물높이(m), Vu는 상류단면에서의 평균흐름속도(m/s), hd는 하류단면에서의 물높이(m)이다.
류량곁수 Cd는 다음식에 의하여 결정될수 있다.
Cd=Q/[Ae× (2×g× Δhe)1/2]
정방향발전방식에서 수문 및 타빈류통부를 통한 통수량을 계산하는 경우에 상류쪽에서의 조류흐름속도를 어떻게 고려하는가 하는것은 그림 1에서 구체적으로 보여준다.
조선민주주의인민공화국의 대동만수역에서 진행된 실례연구결과에 의하면 조류속도를 고려하지 않는 경우 년간 전력생산량은 508.7GWh, 고려하는 경우 년간 전력생산량은 500.1GWh로서 조류속도를 고려하지 않는 경우에 전력생산량은 약 1.7%정도 과대평가된다는것을 알수 있다.
이 연구결과들은 잡지 《Proceedings of the Institution of Civil Engineers – Energy》에 《Improving the power output estimation for a tidal power plant: a case study》(https://doi.org/10.1680/jener.23.00007)의 제목으로 발표되였다.
