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범용 조력발전 설계기술 소개
학술지명 한국해양학회 저자 허영택,김용섭
발표일 2023-11-03

 현재 K-water에서는 시화조력발전소 운영을 위해 K-TOP 프로그램을 개발하여 사용하고 있다. K-TOP 프로그램 개발의 시초는 한국해양연구소(現 한국해양과학기술원, KIOST)에서 1997년도에 연구된 “조력발전 시스템 최적화 연구”의 내용을 기반으로 하여, 2011년 시화조력발전소 상업발전을 개시한 이후부터 2015년까지 VBA 기반의 K-TOP1.0을 개발하여 사용했다. 2016년에는 C#으로 개발환경을 변경한 K-TOP2.0을 개발하였고, 2018년에는 복류식 분석 기능이 추가된 K-TOP3.0을 개발하여 현재까지 실무에서 사용 중이다.(김정호 등, 2017)

   그러나, K-TOP 프로그램은 시화조력 시설현황에 맞춤형으로 개발되었고 조력운영을 목적으로 한 프로그램이기 때문에, 시화호의 수위-체적, 주변 조석, 수차용량 및 대수, 배수문 규격 및 대수 등의 변경을 제한하고 있다. 이러한 제한사항은 신규 조력발전 검토 및 설계를 위해 대상지의 호 수위-체적, 조차에 따른 발전설비 용량 및 대수 등에 대한 변경이 불가하게 되어 다양한 지역을 대상으로 조력발전량 산정을 위해서는 기능개선이 필요하다. 이를 위해, 우선 조력발전 설계절차를 파악하고, 기본 알고리즘과 방법을 검토하여 전 세계 어느 곳이라도 조력발전량 산정이 가능한 조력발전 산정 설계프로그램(K-TDP)를 개발하였다.

   범용 조력발전 설계용 프로그램(K-TDP)는 조화상수를 이용한 연간 조위자료 생성, 수위-저수용량 관계를 이용한 수차와 배수문의 규격 설계 기능, 발전방식별 연간발전량 자동계산 기능 등이 있다. 수차를 설계할 경우 수차의 발전용수량과 발전량은 단위수차를 기반으로 상사법칙을 적용하여 산정할 수 있도록 하였다. 변경된 배수문의 배수량 산정을 위해 수리공식을 적용하도록 하였고, 수차와 배수문의 유량계수를 사용자가 입력할 수 있도록 하였다.

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