초초소수력 발전설비 설치 ( 미국 오르카스 섬 ) [renewableenergy/63389 ]|

[파란하늘]

  

                            그림1                                                                 그림 2                                                                         그림 3

1. 그림1.  계통연계형 유도초초소수력 발전시스템 - 오카스(오르카스) 섬

2. 그림2. 1[kW] 비연계(독립) 초초소수력 - 오카스 섬

3. 그림3. 물에서 에너지를 회수한후,  물은 챔버 믿으로 떨어져 내려, 개울(계속)으로 다시 흘러들어간다.

초초소수력 발전설비 설치

수력발전은 태양에너지에 의해서 물이 증발되어 높은 고도에서 응결되어 비 또는 눈의 형태로 내리는 물의 위치에너지를 이용합니다. 당연히 물의 순환은 태양에너지에 의해서 이루어집니다. 초초소수력전기는 흐르는 물을 이용하기 때문에, 다른 신재생에너지에 비해서 전력변환이 비교적 쉽습니다.

초초소수력 발전은 개울이나 스트림에서 사용할 수있는 물을 취수하여, 터빈이 위치한 아래쪽까지 파이프를 깔아서 뭉을 유입해서 터빈을 동작시킵니다. 터빈 내부의 물이 임펠러를 가동, 발전기의 로터를 회전시켜 전력을 발생합니다.

초초소수력 발전시스템에 있어, 독립형 발전형태는 생성된 전력으로 밧데리를 충전하여 시스템을 구성합니다. 또한 계통연계형으로도 구성할수 있으며, 이때에는 계통과 동기시키는 과정이 필요하며, 잉여 전력은 계통을 통해서 판매할수 있습니다.

(1) 스키메택 다이어그램

(1-1) 연계형 발전장치

(1-2) 독립형 발전장치 / 독립형 전원으로 활용

(2) 제원 (기술 스팩)

(2-1) 연계형

 ○ 개요

  ▶  형태: 계통연계, 밧데리 장치 불필요

  ▶ 위치: Eastsound, Washington

  ▶낙차: 198 미터

  ▶ 유량

         - 건기 : 3.15리터/초

          - 우기 : 75.7리터/초

  ▶ 전력:

        - 건기: 7,000 AC [kWh/월]

        - 우기: 32,000 AC [kWh/월]

  ○ 토목공사

    ▶ 보 : 자갈 및 콘크리트

    ▶ 인테이크 : 1.1 제곱미터, 스텐레스 코안다 시스템

    ▶ 수압관 : 총 518미터

           - HDPE : 직경 127밀리 213미터

           - 스틸관: 직경 127밀리 305미터 ( 3.5밀리 두께)

   ▶ 발전하우스 : 6미터 * 6미터, 콘크리트 기초 및 나무집

 ○ 초초소수력 터빈

   ▶ 터빈 : 캐년 하이드로사 제품 모델 1051-2, 2노즐 펠톤터빈

   ▶ 런너 : 266밀리, 주조 스텐레스 스틸

   ▶ 정격 : 60 [kW]

○ 계통보호

   ▶ 터빈 제어장치 : Thomson & Howe grid protection panel, 480 V, 3-phase, 60 Hz

(2-2) 독립형

○ 개요

  ▶  형태: 독립형, 밧데리 기반 초초소수력, 태양광과 하이브리드

  ▶ 위치: Eastsound, Washington

  ▶ 낙차: 33.5 미터

  ▶ 유량

          - 건기 : 3.15리터/초

          - 우기 : 56.8리터/초

 ▶ 전력:

         - 건기: 400 AC[kWh/월]

         - 우기: 700 AC[kWh/월]

○  토목공사

  ▶ 보 : 3.6미터 * 61센티, 122센티

  ▶ 인테이크 : 0.1625제곱미터, 스텐레스 코안다 시스템

  ▶ 수압관 : 총 97.5미터

           - HDPE : 직경 100밀리 213미터

  ▶ 발전하우스 : 2.4미터 * 3.7미터

 ○ 초초소수력 터빈

  ▶ 터빈 : 하리스 펠톤, 24볼트(직류), 영구자석형 발전기, 4노즐

  ▶ 런너 : 127밀리

  ▶ 발전기: 직류 24볼트 영구자석형

  ▶ 정격 : 1.5 [kW]

○ 계통보호 및 전환장치

  ▶  ELC 제어장치 : Trace C40, 40 A, 히터

  ▶  인버터 : Two OutBack FX3048, 48 VDC nominal input, 120/240 VAC output

[그림1] 샘물이 있는 바로 아래에 인테이크 취수부를 만들었는데 취수탱크용량은 분당 50에서 1,200겔론의 취수가 가능한데 취수량은 계절에 따라 변화한다.

[그림2] 펜스탁은 HDPE파이프를 사용해서 자기융착용접을 해서 파이프 연결

[그림3] 각기 다른 두개의 터빈은 오르카스 섬의 워싱톤주 동쪽에 있는 근처 산의 샘물에서 취수 750미터의 낙차를 이용해서 발전을 합니다.

[그림4] 5인치 직경을 갖는 하리스 펠톤터빈은 우기기간에는 1 kW 급까지 생산하는, 영구자석형 발전기로서 수압이 50 PSI일 때에는 4개의 노즐을 사용한다.

[그림5] 폴리에틸렌 용접 기계는 수력 발전소의 상부에 있는 수압 관을 조립하는 데 사용되었다.

[그림6] 아웃백 인버터를 이용하여 직류를 저자의 집에서 사용하는 교류전원으로 바꾼다.

[그림7] 낮은 지역에서는 수압을 이용하여 트랜치를 팠다.

[그림8] 저자가 6인치 HDPE 파이프와 금속관을 프랜지를 이용해 연결하고 있다.

[그림9] 철수압관은 1000피트 아래쪽의 수압관으로 사용하였다. 가파른 지역에서는 창조적인 지지및 설치 시스템이 필요하다

[그림10] 캐년 하이드로사의 10.5인치 펠톤런너와 60 kW, 480 VAC, 3상 발전기

[그림11] 저자가 캐년 하이드로사의 10.5인치 짜리 펠톤런러를 들고 있다.

[그림12] 그림에 보여주는 장치는 안전장치 판넬로서, 시스템 주요 구성 요소는 수압을 일정하게 유지하여 최대출력을 내는 것과, 정전시 유량을 적절히 조절하는 기능을 갖는 톰슨 앤 하우 연계보호장치 판넬입니다.

2003 년 겨울, 나는 워싱턴 주의 산 후안 (San Juan) 제도의 오르 카스 섬에 처음으로 초초소수력 시스템을 만들었습니다. 당시 나는 섬 주변에 신재생 시스템을 설치했습니다. 나는 우리가족이 거주할 입지를 발견했고 이 주택을 독립전원으로 전원을 충당할 계획이였습니다. 이 시스템에 대한 설계가 진행되었고, 자재를 준비할 자금을 만들었습니다.

다행스럽게도, 초초소수력 시스템을 체험 워크샵 역할을 할수 있는 프로젝트로 활용될수 있도록 인근 구메스섬에 살고 있는 홈파워의 이안씨로부터 연락을 받았습니다. 나는 하루에 20 명을 수용할수 있는 기횔르 잡았고, 4 인치 직경의 HDPE 파이프 설치는 나에게 큰 힘이 되었습니다.

워크숍은 또한 빠듯한 기한, 어려운 장소에 시스템을 장착하는 어려운 일이였지만 추가적 경험을 제공할수 있는 좋은 계기이기도 했습니다. 우리의 목표는 워크숍 참가자와 함께, 파이프 및 터빈 그리고 제어전선 콘드롤러와 배터리를 연결하는 것이였습니다. 제어전선이 연결되는 같은날 밸브등이 모두 동작하도록 준비하는 것이였습니다.

(3) 초초소수력 설치 경위

1978 년, 우리 가족은 시애틀 교외에서 오르 카스 섬으로 이사를 왔습니다. 어렸을 때, 산맥 꼭대기 1000피트 되는 지점의 샘으로부터 우리 땅으로 흘러 내려 이스트 사운드의 바다와 만나는 곳까지 연결된 개울에서 놀면서 많은 행복한 날을 보냈습니다. 대부분의 아이들처럼, 나는 물가에서 놀면서 흐르는 물의 힘에 대해 알게되었습니다. 우리는 개울에 새로운 도랑을 파서 연못과 댐을 만들어서, 이곳으로 물의 흐름을 유입시켰는데, 중력의 놀라은 힘으로 계속해서 물이 흘러들어오는것을 알았습니다. 80 년대초에 우리 아버지와 그의 친구들이 강 하단 부분의 연못과 개울 채널에서 연어를 방류하기 시작했습니다. ("롱 리브 더 킹스" 사이드바 를 참조하세요).

1875 년 첫 번째 이주자들을 시작으로, 이 땅에 살았던 모든 사람들은 풍부한 물을 이용하여, 음용수와 관계수로 산맥을 따르 흐르는 물을 활용하고 있습니다. 근래에 이르러, 그들은 또한 물과 전기를 만들었지만, 최근엔 수력 - 전기 시스템 (내가 초초소수력을 설치하기 훨씬전) 이 5, 60년대에 작동을 멈추었는데 그 이유는 콜롬비아 강에서 발전된 계통전력의 높은 전력이 이지방 강의 물속에 설치되었기 때문이었다.

십대 때, 나는 수력전력의 기본에 대해 알게되었고, 이때부터 홈파워 잡지를 읽고 , 그리고 내 자신의 초초소수력 시스템을 구축 해야겠다는 계획을 갖기 시작했습니다. 나는 낙차와 유량과의 관계에 따른 위치에너지 및 시행착오를 통한 워터햄머링의 위험성에 대해 알게되었고, 종종 홍수에 의한 파괴적인 물의 힘에 대해 알게 되었습니다. 어떻게 전류와 전압의 조합이 전력에너지를 만들어 내는지도 이해하게 되었는데 이런 방식으로 낙차와 유량과의 관계에서 전력이 발생되는것을 설명할수 있었습니다.

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이 발전전력은 계절적 여울 유량에 의해서 다소 변화한다.  이비디오를 찍었을때 약 850와트의 전력을 생산했는데, 대략 일일 20[kWh/일] 정도의 전력생산이 가능, 월 600[kWh/월]의 전력생산이 가능했다. 지금은( 미국시간 7월) 여울의 물이 많이 말라, 겨우 분당 40캘론(2.5[리터/초]) 정도이다. 이 터빈은 52볼트에서 4암페어의 전류가 발생,,, 대략 200[W]의 발전이 되고 있다.  이맘때는 되도록 에너지를 절약할려고 노력하고 있다.

(3-1) 시스템 1 : 독립전원

○ 수압관 설계

내가 사는 집의 전원용으로 계획할 초초소수력 입지는 샘물이 있는 언덕근처를 선택했는데 이곳은 산의 가파른 경사를 따르 900피트가 되는곳에 샘이 있으며 주변은 평평하다. 샘물은 집 위로 80피트의 낙차를 갖는 곳으로 북서쪽으로 약 700피트의 거리에 있다.

나는 이곳이 예전에 초초소수력을 시도할려고 했었다는 증거를 찾아냈다. : 작은 취수 연못은 거친 도로 접속 지점의 개울에서 흔적이 발견되었다. 간단한 합판 댐 및 플라스틱을 이은 물을 가두어 유량을 측정하기 위한 연못, 이곳에서 흐름을 측정하기 위한 사작노치 측정 흔적이 있었다. 이곳이 내가 설치할려고 하는 초초소수력의 취수장치를 구축 할 수있는 가장 쉽고 논리적 인 장소라고 확신했다. 집에서 수직높이 50피트 되는 지점에 취수구를 만들어야 하기 때문에 나는 또한 가정용 식수도 함께 취수할수 있을것 같았다. 수직 100 피트 맨 아래에 있는 좁은 수준의 벤치는 집에서 북쪽으로 싸이트까지 6백50 피트로 50 피트 낮은곳이여서 , 이곳이 터빈을 놓기에 가장 좋은 곳이었다.

저자가 살고 있는 집 (독립전원, 초초소력+태양광 하이브리드)

가파른 지형때문에, 숲지역의 모든 도관 트랜칭은 곡갱이와 4인치 폭을 같는 삽으로 이루어졌다. 전원과 함께 수돗물 공급을 하기 위해서 2인치 직경을 갖는 PVC 곤주트 파이프를 트랜치에 함께 매설했는데 200피트마다 풀박스를 만들었다. 터빈 배수시설은, 인근 폐차장에서 24 인치 직경 캐스트 콘크리트 암거 파이프를 발견 이를 활용했다.

우리는 가솔린 구동 컷 - 오프 톱을 랜탈점으로부터 가져다가 암커 파이프의 한쪽면을 다듬어 수직으로 설치해서 그 위에 하리스펠톤을 장착 물이 바닥쪽으로 잘 빠지도록 시설했다. 암거의 4인치 되는 지점에 6인치 구명을 만들기 위해서 회전 망치와 상온에서 사용가능한 끌을 사용했다. 칼바트(방수구)는 1피트 깊이로 따에 묻어 이곳을 통해서 배수된 물이 근처 개울로 방류된다. 우리는 출구 홀 쪽의 파이프는 바닥까지 콘크리트 부었다. 그런 다음, 우리는 개울에 걸쳐 짧은 참호를 파고 방류수 출구 홀에 6 인치 직경의 플랙시플(유연한) 플라스틱 파이프를 터빈과 개울사이에 뭍었다

○ 발전설비 설치

수력 발전소의 수압 관 설치는 2003 년 4 월 비오는 날에 이안씨가 데리고 온 20명의 워크샵 학생들과 함께 시작했습니다. 우리는 파이프 공급 업체에서 폴리에틸렌 파이프 용접 기계를 대여하였고, 용접 장소에서 비를 피하기 위해서 작은 팝업 캐노피를 사용했습니다. 기계는 각 파이프 끝 부분들이 서로 완벽하게 일치하도록 파이프 끝부분을 스무쓰하게 다듬습니다.

히터 엘리멘트는 파이프 끝을 부드럽게 만들어 파이크간 서로 융착하기 좋게 합니다. 그 시점에서, 히팅플레이트가 제거된후, 파이프 클램프 지그의 레버를 당겨하고, 신속하게 양끝이 이동, 연결부위가 냉각 될 때까지 압력을 받고, 굳은후 파이프가 용접되게 됩니다. 이 파이프에서 물이 마찰을 최소화하기 위해 파이프의 내부에서 파이크가 서로 융작, 누수가 방지되게 파이프를 연결하는 작업으로 비교적 작업이 간단합니다.

파이프 용접장소는 중력을 활용하기 위해(수압관을 끌어내리기 쉽게하기 위하여) 수력 발전소의 수압 관 설치의 상단에서 시작했습니다. 파이프의 각 길이는 20피트로 수력 발전소의 수압 관에 추가 해서 이어 나갔고, 한곳에서 연결후 20피트 언덕 아래로 파이프를 끌어 냈다.

수력 발전소의 수압 관이 더있어 그러나, 그것은 무거운되었고, 그 자체로 언덕을 미끄러 싶었어요. 우리는 임시로 하강하는 동안 나무와 뿌리에 고정 로프를 사용했습니다. 모두 합해 300피트에 이르는 수압관을 제자리에 안착하고 난후, 터빈에서 PVC 매니 폴드에 고무 가스켓과 볼트 플랜지 어댑터를 볼트로부착했습니다. 나중에, 영구적으로 가파른 언덕에 자리에 파이프를 고정키 위해 기반암에 고정 아연 도금 앵커로 고정할 예정입니다.

 

터빈은 4S의 삼나무 2프레임을 사용하여 수직 콘크리트 암거 섹션의 상단에 설치되었습니다. 터빈의 마찰저항을 최소화하기 위해 - 프레임을 안전하게 고정했고, ​​유지 보수 및 노즐 교체를 쉽게 하기 위해 도구없이 베이스에서 터빈을 제거 할수 있습니다. 48 볼트 DC 배선은 플라스틱 가요전선관을 사용해서 배선분리없이 터빈을 쉽게 탈부착할(노즐교체등을 위한)수 있도록 했습니다.

○ 터빈 연결

터빈은 4 노즐을 갖는 수직 축 펠톤터빈입니다. 나는 다른 섬에 설치되었던 시스템을 본후 여기에서 아이디어를 얻어 본 시스템에 다음과 같은 사항을 적용, 터빈 노즐과 매니 폴드 모두에 연결하기 위한 캠 잠금장치의 빠른 분리 를 위해서 유연한 호스를 사용했습니다. 매니 폴드는 다섯 개의 2 인치 파이프를 한 개의 4 인치 파이프에 레듀사를 이용해 각 파이프에 황동 게이트 밸브를 설치해서 만들었습니다. 수압관 끝에 설치된 5번째 밸브는, 건물 사이트에 물을 공급하기위한 것입니다. 매니 폴드 위의 수압 관에 4 인치 직경 연결자들은 미래의 시스템 확장을 위한 것입니다. 병렬로 두 번째 터빈을 추가하여 유량이 많은 기간(겨울 / 봄)에 보다 전력은 만들 수 있습니다.

터빈에서, 2 게이지 전선을 사용하여 650피트의 언덕을 지나 밧데리실로 전력이 송전됩니다. 트레이스 C-40 전환 부하 컨트롤러는 물 저장 탱크에서 48 V 히터 요소에 잉여전류를 덤프하여 밧데리의 과충전을 막으며 온수를 생산합니다. 파이프 라인 설치 후, 나는 개울을 가로 질러 삼나무로 인테이크 댐을 만들었습니다.

16인치 사각 스텐레스 스틸 코안다 스크린을 노치 캡처 아래 오버플로우 라인에 설치하여는데 이 스크린은 물속에 포함되어 있는 불순물을 표면을 통해 방류함으로서 쉽게 이물질을 걸려준다. 7년동안의 계속적인 작동후인 지금도, 인테이크 스크린은 완벽하게 정상적으로 동작하고 있는데, 녹조류의 성장등으로 인해서 스크린이 막히는 문제는 가끔 와이어 브러쉬로 문질러 줌으로서 해결되고 있다.

(3-2) 시스템2 : 계통연계

○ 계통에 동기

개울의 상부에 독립형 초초소수력시스템을 성공적으로 끝마친후에, 우리는 상부터빈(소형 독립형 초초소수력)을 통과 한 후 개울 아래쪽에 연어 연못인, 스트림 채널을 도달하기 전 6백50피트를 사용하여 더 큰 시스템을 설치하기로 결정하였는데 위치는 언덕의 하단에있는 부화장 건물의 인큐베이터 탱크가 있는 곳이다.

크릭 마운틴의 가파른 언덕에는 매우 다공성 바위가 널려있는데 이곳을 팬스탁이 지나간다. 부화장 연못이 있는 언덕의 아랫부분까지, 상부에 있는 샘물을 통해서 이곳으로 물이 유입된다.

우리의 계획은 하리스 터빈시스템이 있는 아래쪽에서 물을 취수할 계획이였다. 연어 부화장 연못위에 발전하우스를 설치하므로서 언덕쪽으로 물을 끌어들임으로서 최단거리를 유지한다는 것입니다. 기존 도로를 이용함으로서 우리 땅에 미치는 영향을 최소화 할 수있는 것이고, 언덕위의 아래쪽 샘물에서 시작되는 물길( tailrace)은 부화장까지 이어지며 물의 흐름을 유지, 부화장의 위치 변경없이 이유역에 물을 다시 되돌립니다.

이 초초소수력 시스템은 60[kW] 유도전동기(발전기) 2대를 사용해서 계통보호 제어장치를 통해서 계통에 연계합니다. 이지역 배전회사인 오르카사 전력 (Orcas Power and Light Co-op)사는 우리에게 100[kW] 발전용량을 허가해주었습니다. 전력피크 계절인 겨울부터 봄동안, 개울의 흐름은 일정하게 분당 1천갤론의 물이 흐르는 것으로 관측되어, 우리는 이 피크가 걸리는 계절에 전력생산을 최대로 했습니다. 캐년 하이드로에서 댄뉴까지 데밍지역에시 비행기로 이곳에 올수 있으며, 분수령까지는 자전거를 이용하수 있다. 일부의 평가를 거친 후, 우리는 설계 유속으로 800 GPM을 사용하기로 결정했다. 캐년사의 엔지니어는 펠톤터빈을 사용하는 것으로 설계를 했으며, 2개의 노즐과 터빈런너직경은 10.5인치이다

낙차손실을 줄이고하 하는 합리적인 이유로 인해서, 6인치 수압관이 선정되었다. 나는 방수와 높은 압력에 견디기 위한 연결재을 만들기 위해 고무 개스킷 주위에 볼트 빅톨릭이음 커플 링( 볼트조임이 가능한 두개의 주철 턱) 사용할 수 있는 6 인치, 박강 강관을 사용했습니다. 이 강철 파이프는 물길중 가장 높은 압력이 걸리는 곳에 사용되는 재료로서 가장 저렴한 파이프를 선정했다. 파이프(인테이크 부분의 파이프)의 상단은 압력이 낮게 걸리므로, 상부에서 700피트 부분까지는 100psi 규격을 갖는 HDPE(고밀도 폴리에틸렌) 파이프를 사용했고, 나머지 부분엔 스틸파이프를 사용했다.

내가 미처 예상하지 못했던 것은, 가파른 바위 산에 무거운 강철 파이프를 설치하는 데 엄청난 노동력이 필요하다는 것이였다. 만약 다시 설치할 일이 있을경우엔, 4인치 직경의 두꺼운 두께를 갖는 HDPE파이프 두개를 까는 것이 현명하다는 생각이다. HDPE파이프는 6 인치 스틸 파이프보다 비용이 더 많이 들지만, 설치에 있어서 몇 개월이 아닌 몇주면 해결되기 때문이다! 6 인치, 두꺼운 두께를 갖는 HDPE의 단일 포설은 내부 직경이 감소되어, 너무 많은 낙차손실을 유발했을 것이다. 4 인치, 두꺼운 두께를 갖는 HDPE 두 개를 병렬로 포설하는 것이, 마찰손실을 최소화하는 방법이다.

우리는 2006년 봄에서 여름기간동안에 초초소수력 시스템을 설치했으며, 그 이전에 "하이드로 발굴[경로 및 용량설계등]"을 준비하였다. 길게 쭉 뻗은 38밀리 구경의 HDPE가 수압관에 연결되었고, 긴 황동노즐을 갖는 고압소방호스가 펜스탁루트를 청소하기 위해서 워터 젝트 샷으로 사용되었다. 몇몇 구간에서는 직선의 선로를 만들기 위해서 상당한 흙을 제거해야 했다. 이 작업은 고압의 수압으로 파이프를 안착할 물길을 만드는 작업으로, 강한 수압이 진흙 및 바위들을 쓸려 내릴수 있다는 것이 상당히 인상적이였다!

한길이당 20피트 길이를 갖는 직경 6인치 파이프는 각각의 무개가 약 250파운드에 달하며, 이것을 옴기는 데에는 대략 4명의 장정이 필요합니다. 우리는 파이프를 들어 옮겨, 설치 장착하기기 위해서 로프와 스트랩(ropes, straps) , 캄어롱 이라고 하는 손 윈치( “come-along” hand winches) 및 "주절과 결합 된 체인 톱 본체에 장착 로프 캡스턴 윈치을 단 고안품 , 팀버 블록, 유압잭등을 활용했다.

수압관이 포설되는 경로의 일부는 암반지대를 통과하므로 우리는 1인치 직경의 로터리 햄머를 사용해서 앵커구멍을 뚫었고, 2파트 에폭시로 마감하는 아이 볼트와 파이프 앵커를 활용해서 파이프를 고정했다. 노출 된 기반암이 없는 장소인 , 언덕 부분엔 연약한 세일암인데, 이 곳엔 다소 단단한 땅을 제공한다. 그러한 지역에서, 우리는 단단한 앵커 포인트를 형성함으로서, 내리막 부분에서 무거운 물이 채워진 파이프가 미끄러지는 것을 방지하기 위해 느슨한 바위 언덕지역엔 콘크리트와 자갈암으로 가득 채워진 와이어 케이지로 만든 대형의 돌망태를 구멍을 파고 바닥에 심초 토양앙카로 고정하였다.

하이드로 캐년사의 펠톤터빈이 스틸프레임과 함께 도착했다. 스틸 프레임은 발전하우스의 바닥콘크리트에 캐스팅하기 위해 필요한 기초재이다. 프레임의 중간부분엔 터빈에서 사용한 물을 배출하기 위해서 열려 있습니다. 우리는 콘크리트 기초를 발전하우스에 만들었습니다. 기초 화운데이션의(아래쪽은 지하실 구조) 크기는 발전 하우스 전체 면적의 30%정도에 해당합니다. 방수로(tailrace) 섹션 위는 4 인치 두께, 붉은 삼나무 판자로 바닥을 만들었습니다. 아래쪽 바닥은 2피트 간격을 갖는 벽(공간)이 콘크리트 수로와 연결되었으며 이 수로는 개울로 물을 방류합니다.

 

우리는 계통으로 전력을 송전하기 위한 장거리 전송문제에 봉착했다. 우리는 발전하우스에서 보다 가까운 곳에 유틸리티용 변압기를 설치했고, 이 변압기는 120 / 240볼트를 3상 480볼트로 승압해서 송전한다. 480 VAC로 전환한 이유로, 터빈에서 발전된 전력 에너지는 작은 직경의 와이어에 통해서 전력전송이 가능합니다. 480 V 전원은 재제소 및 대형 목재가공 기계들에서는 강압없이 샵에서 그대로 사용할수 있다.

○ 설치 비용

이 두 시스템은(독립형 및 계통연계형) 저에게 수력의 교육적 측면과 일반적인 전력경제학을 일깨워 주었습니다. 시스템 간의 대조의 관련성은 통찰력이라고 생각합니다. 저의 작은 독립형 초초소수력 시스템은 설치비용이 대략 7천달러가 소요되었습니다. 전기가 안들어 오는 오지에 계통전력을 끌어들이는데 소요되는 금액이 적어도 10,000달러 정도가 소요되는 것을 감안하면 상당히 경제적이라고 생각합니다. 독립형 초초소수력 발전장치를 설치한 지금, 적어도 우리는 전력사에서 날아오는 전력사용 요금을 지불할 필요가 없습니다. 이 초초소수력 발전소는 매일 23[kWh/일] 이상을 생산해내며 이전도의 전력에너지는 전력망에서 멀리 떨어져 살고 있는 우리에겐 사용하기에 충분한 전력량으로서 계통에서 전력을 사서 쓰고 있는 미국의 일반가정에서 소비되는 전력량 이상입니다. 우리 가정은 전력 소비가 미국 가정의 중간이기 때문에, 발전량을 결정하는 용량결정에 대한 투자는 사용량에 일치하도록 조정되어 결정되었습니다.

보다 큰 연계형 발전시스템은 설치하는데 더 많은 준공시간과, 10만 달어 이상의 더많은 비용, 그리고 더많은 노력이 필요합니다. 지나고 나서 보니, 개울로부터 잠재된 에너지를 극대로 이용하기 위한 디자인 결정에 있어서 보다 과신한 측면(너무 쉽게 생각한 측면)이 있는것 같다. 이 시스템은 투자비를 회수하는데 있어서 가능한한 전력을 최대로 사용한다고 가정하여도, 적어도 10년 이상이 걸립니다. 우리는 유틸리티로부터 필요하 전력을 수수하기 위해서 지금 전력을 생산하고 있습니다. 독립형 발전설비로부터 발전되고 있는 전력은 피크를 대비, 밧데리에 저장하고 있으며 그러고도 남아도는 전력은 덤핑장치를 이용해서 우리가 사용하는 온수를 만드는데 이용되고 있습니다.