수력 발전량 계산기
수력 발전량 계산기는 P = ρgQHη 공식으로 수력 발전 출력을 추정합니다. 수압관 마찰 손실(Darcy-Weisbach), 터빈/발전기/변압기 효율, 가용률을 고려합니다. 최적 터빈 유형(Pelton/Francis/Kaplan) 추천, 부분 부하 효율 곡선, 연간 발전량 계산 포함. 무료, 회원가입 불필요.
프리셋
결과
총 출력
981.00 kW
수압관 수두 손실
0.661 m
유효 낙차
49.34 m
순 출력
811.11 kW
종합 효율
82.7%
연간 발전량 (AEP)
6536.9 MWh/년
연간 CO₂ 절감량
2614.8 톤 CO₂/년
수압관 유속
2.55 m/s
추천 터빈
Francis
이용률
76.1%
부분 부하 효율 곡선
터빈 선정 가이드
| 추천 터빈 | 낙차 범위 (m) | 유량 범위 (m³/s) | 최대 효율 |
|---|---|---|---|
| Pelton | 50 – 1000 | 0.01 – 10 | 90% |
| Francis★ | 10 – 300 | 0.5 – 200 | 92% |
| Kaplan | 2 – 40 | 1 – 500 | 91% |
| Cross-flow (Banki) | 5 – 100 | 0.02 – 5 | 85% |
| Turgo | 30 – 300 | 0.01 – 10 | 87% |
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수력 발전량 계산기란?
수력 발전량 계산기는 기본 방정식 P = ρ × g × Q × H × η를 사용하여 수력 발전 설비의 전력 출력을 추정합니다. ρ는 수밀도(1000kg/m³), g는 중력가속도(9.81m/s²), Q는 체적유량(m³/s), H는 유효낙차(m), η는 종합효율입니다. 유효낙차는 Darcy-Weisbach 식으로 계산한 수압관 마찰 손실을 고려합니다. 최적 터빈 유형도 추천합니다 — 고낙차/저유량에는 Pelton, 중간 범위에는 Francis, 저낙차/고유량에는 Kaplan.
사용 방법
- 부지의 유량(m³/s)과 총 낙차(m)를 입력합니다
- 터빈, 발전기, 변압기 효율을 설정합니다 (또는 프리셋 기본값 사용)
- 수압관 치수(길이, 직경)와 마찰계수를 입력합니다
- 연간 가용률을 설정합니다 (계절적 유량 변동과 정비 고려)
- 순 출력, 추천 터빈, 부분 부하 곡선, 연간 발전량을 확인합니다
자주 묻는 질문
낙차와 유량으로 수력 발전량을 어떻게 계산하나요?
킬로와트 단위 출력은 P = ρgQH/1000을 사용합니다. ρ=1000kg/m³, g=9.81m/s², Q는 m³/s 유량, H는 미터 유효낙차입니다. 예: Q=2m³/s, H=50m이면 P = 1000×9.81×2×50/1000 = 981kW(총출력). 터빈(90%), 발전기(95%), 변압기(98%) 효율 적용 후 순출력은 822kW입니다.
올바른 터빈 유형은 어떻게 선택하나요?
터빈 선정은 낙차와 유량에 따라 달라집니다. Pelton 터빈은 고낙차(50-1000m)에 적합하며 90% 효율을 달성합니다. Francis 터빈은 가장 넓은 범위(10-300m)를 커버하며 92% 최대 효율로 세계에서 가장 많이 사용됩니다. Kaplan 터빈은 저낙차(2-40m)에 적합합니다.
수압관 손실이란 무엇이고 출력에 어떤 영향을 미치나요?
수압관 손실은 물이 저수지에서 터빈까지 파이프를 통해 흐를 때 마찰로 잃는 수두(압력)입니다. Darcy-Weisbach 식으로 계산: h_f = f×L×v²/(2gD). 일반적인 설계 목표는 총 낙차의 5-10% 이하로 손실을 유지합니다. 직경을 1m에서 1.5m로 증가시키면 손실이 82% 감소합니다.
수력 발전의 일반적인 이용률은 얼마인가요?
유수식 발전소는 계절적 유량 변동으로 30-50%의 이용률을 달성합니다. 저수식(댐) 수력은 40-60%에 달하며, 기저부하 운전 설계 시 70%를 초과하기도 합니다. 양수식 설비는 에너지 저장 역할로 20-30%의 이용률로 운영됩니다.