2017년09월23일 24번

[전력공학]
유효낙차 30[m], 출력 2000[kW]의 수차발전기를 전부하로 운전하는 경우 1시간당 사용 수량은 약 몇 [m³]인가? (단, 수차 및 발전기의 효율은 각각 95[%], 82[%]로 한다.)

① 15500
② 22500
③ 25500
④ 31500

(정답률: 25%)

문제 해설

유효낙차 30[m]는 수위차를 의미하며, 이는 수력발전에서 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 높이 차이를 말한다. 이 높이 차이를 이용하여 발전기를 구동시키는데, 이때 발전기의 효율이 82%이므로 실제로 전기를 생산하는 능력은 1640[kW]이 된다. 따라서 1시간 동안 생산되는 전기의 양은 1640[kW] × 1시간 = 1640[kWh]이 된다.

하지만 이 전기를 생산하기 위해서는 물이 필요하며, 이 물의 양은 수차의 높이 차이와 발전기의 효율에 따라 결정된다. 수차의 높이 차이가 30[m]이고, 이때의 수력발전의 효율이 95%이므로 실제로 물을 이용하여 전기를 생산하는 능력은 30[m] × 9.81[m/s²] × 0.95 = 282.15[kW]가 된다. 따라서 1시간 동안 사용되는 물의 양은 1640[kWh] ÷ 282.15[kW] = 5.81[m³]가 된다.

하지만 이 문제에서는 "전부하로 운전하는 경우"라는 조건이 주어졌으므로, 발전기의 출력이 2000[kW]가 된다. 따라서 1시간 동안 생산되는 전기의 양은 2000[kW] × 0.82 × 1시간 = 1640[kWh]가 된다. 이를 이용하여 사용되는 물의 양을 계산하면 1640[kWh] ÷ 282.15[kW] = 5.81[m³]가 된다.

따라서 정답은 "31500"이 된다.

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