수력발전

전기기사 필기 2013년 2회 26번

과목 / 챕터	전력공학 / 발·변전 일반
인지 유형	calculation
난이도	Level 3

Q문제

조정지 용량

100000 [m^{3}]

, 유효낙차

100 [m]

인 수력 발전소가 있다. 조정지의 전 용량을 사용하여 발생될 수 있는 전력량은 약 몇

[k W h]

인가? (단, 수차 및 발전기의 종합효율을

75%

로 하고 유효낙차는 거의 일정하다고 본다.)

유사 문제 링크

2003-2-q22 2019-2-q28 2015-3-q23 2006-2-q39 2015-3-q22

선택지 분석

20417

정답 상세 해설

조정지의 전 용량을 사용하여 발생될 수 있는 전력량은 20417[kWh]입니다.

•

Step 1: 수력 발전소의 발전 전력(P) 공식을 확인합니다. 발전 전력

P = 9.8 \times Q \times H \times η [k W]

입니다. (여기서

Q

는 초당 유량

[m^{3} / s]

H

는 유효낙차

[m]

η

는 종합효율)

•

Step 2: 전력량(W) 공식을 유도합니다. 전력량

W = P \times t = 9.8 \times Q \times t \times H \times η [k W h]

입니다. 이때 총 유량

V = Q \times t_{sec}

이며, 전력량의 단위가

[k W h]

이므로 시간

t

를 초 단위로 변환하면

t_{sec} = t_{h o u r} \times 3600

입니다. 따라서

Q \times t_{h o u r} = \frac{V}{3600}

가 되며, 전력량 공식은

W = 9.8 \times \frac{V}{3600} \times H \times η [k W h]

로 정리됩니다.

•

Step 3: 주어진 값을 공식에 대입하여 전력량을 계산합니다. - 총 용량

V = 100000 [m^{3}]

- 유효낙차

H = 100 [m]

- 종합효율

η = 0.75

W = 9.8 \times \frac{100000}{3600} \times 100 \times 0.75

W = 9.8 \times 27.777... \times 75 \approx 20416.67 [k W h]

반올림하면 약 20417[kWh]가 됩니다.

25248

오답 함정 분석

시간 환산 계수(3600)를 잘못 적용하거나 계산 오류로 인해 도출된 오답입니다.

30448

오답 함정 분석

효율을 곱하지 않고 나누는 등 공식 적용 오류로 인해 도출된 오답입니다.

42540

오답 함정 분석

중력가속도(9.8)를 누락하거나 다른 상수를 곱하여 도출된 오답입니다.

자주 묻는 질문

전력량 계산 시 왜 3600으로 나누어 주나요?

전력량의 단위인 [kWh]는 시간(hour) 기준이고, 유량의 단위인 [m^3/s]는 초(second) 기준이기 때문입니다. 총 용량 [m^3]를 시간 단위로 환산하기 위해 1시간인 3600초로 나누어 계산합니다.

수력 발전 전력 공식에서 9.8은 어떤 의미인가요?

9.8은 중력가속도 [m/s^2]를 의미합니다. 물의 비중량(1000 [kg/m^3])과 중력가속도를 곱하여 전력 단위인 [kW]로 변환하는 과정에서 도출된 상수입니다.

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